Микроаутофагия необходима для предотвращения старения, показало исследование лизосом
В исследовании, опубликованном в этом месяце в EMBO Reports, ученые из Университета Осаки и Медицинского университета Нары показали, что поврежденные лизосомы восстанавливаются механизмом, называемым микроаутофагией, и определили два ключевых регулятора этого процесса.
Микроаутофагия — один из трех основных типов аутофагии у высших организмов. Это регулируемый процесс, с помощью которого разрушаются нефункциональные или ненужные клеточные компоненты. Хотя предполагается ее участие в ответе на повреждение лизосом, детали оставались неизвестными.
Лизосомы часто повреждаются, а их дисфункция связана с ускоренным старением и сокращением продолжительности жизни. Чтобы найти новый регулятор ответа на повреждение, исследователи сосредоточились на сигнальном пути Hippo, контролирующем рост клеток.
Они «выключали» отдельные компоненты пути Hippo в человеческих клетках и наблюдали за реакцией на индуцированное повреждение лизосом. Скрининг выявил, что белок серин-треонин киназа 38 (STK38) необходим для ответа на повреждение лизосом.
Затем было обнаружено, что STK38 работает с белковым комплексом ESCRT, уже известным своей связью с ремонтом лизосом.
«STK38 рекрутирует белок VPS4 к поврежденным лизосомам и важен для разборки комплекса ESCRT в конце процесса восстановления», — объясняет ведущий автор Монами Огура.
Команда также установила, что восстановление мембраны лизосом комплексом ESCRT опосредовано микроаутофагией.
Кроме того, они выявили, что для этого процесса необходима неканоническая липидация молекул подсемейства ATG8, известных как GABARAP. При неканонической липидации ATG8 липидируются в одномембранные эндолизосомы, а не в двухмембранные фагофоры, как при канонической липидации.
«Мы показали, что неканоническая липидация ATG8 критически важна для начального рекрутирования комплекса ESCRT к поврежденным лизосомам и их последующего восстановления», — поясняет старший автор Шухей Накамура.
Исследователи также продемонстрировали, что истощение регуляторов микроаутофагии увеличивает долю стареющих клеток и сокращает продолжительность жизни у C. elegans.
И STK38, и GABARAP имеют эволюционно консервативные роли, что указывает на значимость этого пути для поддержания целостности лизосом, здоровой функции клеток, а также предотвращения клеточного старения и старения организма.