Разгадан механизм производства родопсина в глазах мух

Каждые 6 минут кому-то в мире сообщают о надвигающейся слепоте. Одной из основных причин слепоты у людей является пигментный ретинит (Retinitis Pigmentosa, RP), вызывающий прогрессирующую дегенерацию сетчатки и потерю зрения. Около 10% случаев пигментного ретинита во всем мире вызваны мутациями в гене родопсина. Исследователи из ITQB NOVA и IGC выявили ключевой механизм производства родопсина — светочувствительного белка фоторецепторов — используя в качестве моделей плодовых мушек (Drosophila melanogaster) и человеческие клетки.

Родопсин — это мембранный белок, который улавливает фотоны света и участвует в начальных событиях зрения. Мембранные белки производятся в эндоплазматическом ретикулуме (ЭР), клеточной «фабрике белков». Если правильная структура белков не достигается, это может привести к различным заболеваниям, включая пигментный ретинит.

Исследование, поддержанное фондом "la Caixa" и опубликованное в EMBO Reports, выявляет новый механизм, необходимый для производства родопсина. Производство мембранных белков подразумевает их сворачивание и встраивание в липидную мембрану ЭР с помощью специфических молекулярных машин. «В нашем исследовании мы разработали метод для предсказания и идентификации мембранных белков, которые используют для своего биогенеза недавно открытый аппарат производства белков, называемый Комплексом Мембраны ЭР, или EMC», — объясняет Катарина Гашпар, первый автор исследования, выполненного во время её PhD.

Проанализировав протеом Drosophila, исследователи с помощью биоинформатики выявили белки, которые могут зависеть от EMC для своего биогенеза. Из 254 предсказанных белков в результате генетического скрининга в глазах личинок дрозофилы удалось идентифицировать два белка, требующих EMC.

Один из этих белков, Xport-A, оказался ключевым для правильного сворачивания родопсина. Результаты также показывают, что EMC действует как машина для встраивания Xport-A в мембрану ЭР. «Теперь мы лучше понимаем, как регулируется производство родопсина, критически важного для зрения животных, и какова роль Xport-A в этом процессе», — добавляет Педро Домингош, главный исследователь ITQB NOVA.

Поскольку плодовые мушки и люди имеют много общих генов, это исследование может открыть новые пути для понимания производства родопсина и дегенерации сетчатки у людей. «Это исследование дало толчок дальнейшей работе, которую мы проводим на млекопитающих, что приведет к лучшему пониманию роли EMC в биогенезе мембранных белков», — заключает Колин Адрейн, главный исследователь IGC и Университета Квинс в Белфасте.