Первая полногеномная оценка секреции в клетках человека

Международная коллаборация учёных из Университетского колледжа Дублина (UCD) и Европейской лаборатории молекулярной биологии (EMBL) впервые показала, что 15% белков, кодируемых человеческим геномом, участвуют в процессе секреции в клетках. Это открытие стало возможным благодаря оценке более 8 миллионов отдельных клеток.

"Это исследование — первая полногеномная оценка секреторного процесса в системе человеческих клеток", — поясняет профессор Джереми Симпсон, соавтор статьи, опубликованной в Nature Cell Biology.

Секреция — фундаментальный процесс, необходимый почти всем типам клеток в организме. Он используется для доставки гормонов в кровоток, пищеварительных ферментов в кишечник и сигнальных молекул между клетками.

Однако до сих пор технологии не позволяли каталогизировать сложный путь, который белок или липид проходит от производства до упаковки, транспортировки через клетку и секреции из неё.

"Предыдущие исследования секреторного процесса либо были сосредоточены на конкретных подмножествах генов, либо проводились на более простых организмах, таких как плодовая мушка (Drosophila), где многие идентифицированные белки не имеют человеческого аналога. Теперь, используя высокопроизводительный скрининг, мы смогли систематически нацелиться на каждый из 22 000 человеческих генов и отследить путь специфического флуоресцентно-меченого белка через более чем 8 миллионов отдельных клеток".

Исследователи проанализировали более 700 000 микроскопических изображений и обнаружили 554 белка, влияющих на секрецию. Из них 143 белка влияют либо на раннюю стадию секреторного пути, либо на морфологию аппарата Гольджи — клеточной структуры, ответственной за упаковку и маркировку белков.

Мембранные транспортные пути связывают мембраносвязанные органеллы в тщательно упорядоченной последовательности, обеспечивая правильный набор белков и липидов в клетке для поддержания клеточного баланса или гомеостаза.

Вновь синтезированные белки и липиды в эндоплазматическом ретикулуме (ЭПР) модифицируются по мере прохождения по секреторному пути через аппарат Гольджи к поверхности клетки.

Исследование сосредоточено на регуляторных элементах ранней стадии пути — цитоплазматических белковых комплексах оболочки.

Работа выполнена в сотрудничестве с EMBL в Гейдельберге. Основное финансирование поступило от Science Foundation Ireland, сети передового опыта ЕС «Systems Microscopy» и консорциума ЕС-FP6 MitoCheck.