Ученые раскрыли молекулярный механизм производства пигмента в клетках кожи

Пигменты, создающие цвет кожи, волос и глаз, производятся в органеллах, называемых меланосомами. Они находятся внутри клеток кожи — меланоцитов — и нескольких типов пигментных клеток глаза. Альбинизм, состояние, характеризующееся отсутствием пигмента, возникает, когда мутации в генах, ответственных за функцию меланосом или поддерживающую клеточную машинерию, препятствуют синтезу и хранению меланина.

Альбинизм — один из многих симптомов синдромов Германского–Пудлака (HPS), группы наследственных мультисистемных расстройств, которые также могут приводить к длительным кровотечениям, колиту и фиброзу легких. Известно, что у пациентов с HPS есть аномалии в формировании связанных с лизосомами органелл, специфичных для типа клеток, таких как меланосомы. Однако механизмы их образования и влияние генов, связанных с HPS, до конца не ясны.

Чтобы лучше понять эти механизмы, исследователи из Детской больницы Филадельфии (CHOP) сосредоточились на белковом комплексе BLOC-1, необходимом для биогенеза и созревания меланосом и других органелл, связанных с лизосомами.

• BLOC-1 состоит из восьми субъединиц, четыре из которых мутированы при различных формах HPS. Он необходим для развития внутриклеточных мембранных трубок, которые позволяют доставлять ферменты синтеза меланина в меланосомы.
• Исследователи идентифицировали два липид-модифицирующих фермента (киназы), необходимых для формирования трубок, зависимого от BLOC-1. Таким образом, они необходимы для транспорта ферментов синтеза меланина и других белков в меланосомы для генерации пигмента.
• Было обнаружено, что эти ферменты функционируют последовательно, и истощение любого из них приводило к снижению содержания меланина, что подчеркивает необходимость обоих.

«Это исследование показало нам "что" — две киназы необходимы для биогенеза меланосом и локализуются последовательно. Следующий шаг — выяснить, как и почему эти ферменты нацелены на два разных сайта, что может помочь нам лучше понять дисфункцию других органелл, связанных с лизосомами, при HPS», — отметил старший автор работы Майкл С. Маркс.

Исследование также дает инструмент для лучшего понимания трехмерной структуры BLOC-1.

Работа была опубликована в Journal of Cell Biology.