MTCH2 — «дверь» в мембрану митохондрий

Белок MTCH2 (mitochondrial carrier homolog 2), ранее связанный с раком, болезнью Альцгеймера и другими процессами, оказался ключевым «входом» для встраивания белков во внешнюю мембрану митохондрий. Это открытие объясняет, почему нарушения в работе одного белка влияют на множество клеточных функций.

Решение давней загадки

Белки на внешней мембране митохондрий критически важны: они обеспечивают коммуникацию с клеткой, участвуют в иммунном ответе и апоптозе. Однако механизм их встраивания в мембрану долгое время оставался неизвестным.

Используя CRISPRi-скрининг, исследователи из лабораторий Джонатана Вайсмана и Ребекки Вурхис обнаружили, что удаление гена MTCH2 резко снижает попадание белков (класса tail-anchored) в митохондриальную мембрану. Дополнительные эксперименты подтвердили, что MTCH2 необходим и достаточен для этого процесса.

Структура и функция «воронки»

Анализ структуры MTCH2 с помощью AlphaFold показал, что это гидрофобный белок с единственной гидрофильной бороздкой. Именно в неё попадают белки из цитоплазмы, прежде чем переместиться в мембрану.

«Это как воронка. Белки приходят из цитозоля, попадают в эту гидрофильную бороздку, а затем переходят из белка в мембрану», — пояснила первый автор Алина Гуна.

Эксперименты с точечными мутациями в этой области подтвердили её важность: учёные получили как менее активные, так и «сверхактивные» варианты MTCH2.

Практические последствия

• Онкология: Мутации, повышающие активность MTCH2, делают клетки лейкемии более чувствительными к лечению, так как белок активнее встраивает проапоптотические факторы, усиливая гибель раковых клеток.
• Эволюция: MTCH2 произошёл от семейства транспортёров растворённых веществ (solute carriers). Теперь учёные исследуют, как из универсального класса белков развилась новая, специализированная функция.
• Будущие исследования: Открытие касается только одного класса мембранных белков. Остаются вопросы о том, как белки доставляются к митохондриям и как органеллы реагируют на стресс. «Думаю, это только первый шаг», — отметил Вайсман.

Исследование опубликовано 21 октября в журнале Science.