Новое исследование раскрывает механизмы деления органелл в клетках
Международная междисциплинарная группа учёных под руководством профессора Майкла Шредера из Университета Эксетера выявила альтернативные пути деления пероксисом — важных клеточных органелл.
Контекст и проблема
- Органеллы — функциональные единицы клетки. Помимо метаболических функций, они динамичны: могут расти и делиться, адаптируясь к потребностям клетки.
- Существует новая группа расстройств, вызванных дефектами не в метаболизме, а в динамике и делении органелл (митохондрий и пероксисом). У пациентов наблюдаются нарушения развития и неврологические аномалии.
- Часто эти расстройства связаны с мутациями в генах белков, обеспечивающих деление, например, Mitochondrial fission factor (MFF). MFF рекрутирует фермент Dynamin-related protein 1 (DRP1), который сжимает и разделяет мембраны. Потеря функции MFF приводит к образованию сильно вытянутых, неспособных к делению пероксисом.
Ключевое открытие
Исследование показало, что существует альтернативный путь деления пероксисом, независимый от MFF:
- Белок PEX11β может разделять вытянутые пероксисомы в клетках с дефицитом MFF, если его уровень повышен.
- Однако PEX11β не может делать это самостоятельно. Ему требуется FIS1 (Fission factor 1) — ещё один мембранный адаптер для DRP1, чья точная роль ранее была неясна.
- Обратная зависимость также работает: повышенные уровни MFF могут разделять пероксисомы в клетках с дефицитом PEX11β.
Таким образом, существуют два альтернативных пути деления пероксисом:
MFF + DRP1
PEX11β + FIS1 + DRP1
Значение и перспективы
- Терапевтический потенциал: Модуляция уровней белков MFF или PEX11β может стать терапевтической опцией для коррекции дефектов динамики пероксисом. Фармакологические агенты, повышающие уровень этих белков, могут иметь терапевтическую ценность.
- Связь с заболеваниями: Это может быть актуально не только для тяжёлых расстройств (например, спектра Цельвегера), но и для возрастных состояний, таких как деменция, глухота и слепота, поскольку динамика пероксисом играет защитную роль в сенсорных клетках.
Исследование опубликовано в Journal of Cell Science под названием "PEX11β and FIS1 cooperate in peroxisome division independent of Mitochondrial Fission Factor".