Новый механизм взаимодействия органелл в клетках бурого жира

Бурый жир, содержащий много железосодержащих митохондрий, считается «полезным» жиром, защищающим от ожирения, сердечно-сосудистых заболеваний и диабета. Он помогает поддерживать температуру тела на холоде.

Команда под руководством Лин Ци из Мичиганского университета изучала взаимодействие митохондрий («энергостанций» клетки) и эндоплазматического ретикулума (ЭР), участвующего в производстве белков и липидов, внутри клеток бурого жира.

Исследователи сосредоточились на белковом комплексе, участвующем в процессе ER-associated protein degradation (ERAD) — удалении и разрушении неправильно свернутых белков из ЭР.

В новом исследовании, опубликованном в Science, ученые показали, как комплекс ERAD под названием Sel1L-Hrd1 влияет на функцию митохондрий.

Ключевые открытия:

• Обычно ЭР и митохондрии взаимодействуют в точках контакта (mitochondria-associated membranes), где происходит деление митохондрий и обмен молекулами.
• С помощью современной 3D-визуализации ученые обнаружили, что происходит с митохондриями в буром жире мышей, лишенных комплекса Sel1L-Hrd1, при воздействии холода.
• Без этого комплекса митохондрии становятся удлиненными и увеличенными. Они обвиваются вокруг трубочек ЭР в форме буквы U.
• На холоде внешняя мембрана митохондрий загибалась и в конечном итоге полностью окружала трубочки ЭР. В результате формировались аномально крупные, деформированные и дисфункциональные митохондрии.

Последствия:

• Мыши с удаленным комплексом стали холодочувствительными — их температура тела быстро падала на холоде. Бурый жир не выполнял свою теплогенерирующую функцию.
• В таком дисфункциональном буром жире под микроскопом были видны крупные капли липидов по сравнению с нормальными клетками.

Вывод: Это исследование фундаментально меняет понимание коммуникации ЭР и митохондрий и демонстрирует ключевую роль комплекса деградации ERAD в клеточной биологии.