Структура митохондрий, похожая на паука, запускает общеклеточный стрессовый ответ

Митохондрии, известные как «энергетические станции клетки», также играют ключевую роль в поддержании здоровья. Стресс митохондрий связан со старением и возрастными заболеваниями, включая нейродегенерацию, однако молекулярные механизмы этой стрессовой сигнализации были плохо изучены.

Новое исследование ученых из Scripps Research, опубликованное 7 августа 2023 года в журнале Nature Structural & Molecular Biology, показывает, как белковая структура в митохондриях необходима для активации интегрированного стрессового ответа (integrated stress response, ISR) — критического пути поддержания здоровья клеток.

• Роль структуры: Исследователи обнаружили, что фрагмент белка DELE1 (C-конец), ответственный за запуск ISR, образует неожиданно крупную симметричную структуру — октамер, состоящий из восьми идентичных фрагментов.
• «Структура паука»: По словам соавтора Габриэля Ландера, эта структура напоминает «двух четырехногих пауков, чьи ноги переплетены, образуя гибкую цилиндрическую структуру».
• Ключевое доказательство: Ученые использовали электронную микроскопию (более 12 000 изображений) и алгоритмы для создания 3D-модели. Мутации в ключевых аминокислотах, нарушающие образование октамера, привели к тому, что клетки теряли способность активировать ISR. Это доказывает, что олигомеризация DELE1 критически важна для запуска этого сигнального пути.
• Перспективы: Авторы работы считают, что выявленная структура DELE1 может стать мишенью для будущей терапии возрастных заболеваний. «Знание того, что этот этап олигомеризации является потенциальным сайтом регуляции, дает нам платформу для разработки потенциальных лекарств», — говорит соавтор Люк Вайзман.

Исследование открывает путь к поиску способов управления этим путем при различных заболеваниях, таких как нейродегенеративные расстройства, рак и болезни сердца.