Провокационные прионы могут защищать клетки дрожжей от стресса

Прионы имеют печальную репутацию: они вызывают нейродегенеративные заболевания, такие как коровье бешенство / болезнь Крейтцфельдта-Якоба. Однако формирование прионов может представлять собой защитную реакцию на стресс, как показывают исследования.

Белок дрожжей Lsb2, который может запускать образование прионов другими белками, сам формирует «метастабильный» прион в ответ на повышенные температуры. Результаты опубликованы в Cell Reports.

Повышенные температуры вызывают разворачивание белков, что является серьёзным стрессом для клеток. Учёные предполагают, что образование прионов может быть попыткой клеток навести порядок в хаотичном нагромождении неправильно свёрнутых белков.

«Наши данные позволяют предположить, что Lsb2 может быть регулятором более широкого прион-образующего ответа на стресс», — говорит Кейт Уилкинсон, профессор биохимии.

Учёные называют прион Lsb2 метастабильным, потому что он сохраняется в части клеток после возвращения к нормальным условиям, но теряется в других. Lsb2 — нестабильный, короткоживущий белок, и мутации, которые продлевают его существование, увеличивают стабильность прионов.

Исследование стало результатом сотрудничества лабораторий Уилкинсона, его коллеги из Университета Эмори Татьяны Черновой и Юрия Чернова из Технологического института Джорджии.

Появление у белка Lsb2 способности образовывать прионы совпадает в эволюции с моментом, когда пекарские дрожжи (Saccharomyces), в которых он обнаружен, адаптировались к более высоким температурам.

«Мы не знаем, являются ли эти прионы адаптивными. Возможно, одни — да, а другие могут быть патогенными, но сама способность превращать неправильно свёрнутые белки в упорядоченные прионы, а не в аморфные токсичные агрегаты, может быть защитной, и этот процесс может быть адаптивным», — отмечает Чернова.

Понимание того, как и почему образуются прионы, может пролить свет на исследования болезни Альцгеймера: поведение токсичного фрагмента белка бета-амилоида, ключевого при этом заболевании, иногда напоминает поведение прионов. Авторы отмечают, что дрожжевой белок Lsb2 имеет некоторое сходство последовательности с человеческим белком Grb2, который взаимодействует с APP — предшественником амилоида-бета.