Обнаруженный у рыб клеточный процесс важен для медицины и аквакультуры

Аутофагия — это процесс, при котором клетки расщепляют и перерабатывают свои собственные компоненты. Она помогает поддерживать гомеостаз, что критически важно для правильного функционирования клетки. Среди подтипов аутофагии шаперон-опосредованная аутофагия (CMA) в последние годы привлекает особое внимание из-за открытия, что несколько человеческих патологий могут быть связаны с дефектами CMA. Эта форма аутофагии избирательно нацелена на белки, содержащие специфическую пептидную последовательность (мотив KFERQ), присутствующую во многих белковых семействах. Следовательно, CMA помогает деградировать широкий спектр белков и играет важную роль в регуляции нескольких клеточных функций, включая транскрипцию генов, репарацию ДНК, гибель и выживание клеток, клеточный метаболизм и клеточный цикл. Дефекты CMA связаны с болезнями человека, включая нейродегенеративные заболевания, некоторые виды рака, метаболические расстройства и болезни иммунной системы.

CMA играет важную функциональную роль у рыб

До сих пор отсутствие идентифицируемого белка LAMP2A (необходимого и лимитирующего для активности CMA) за пределами млекопитающих и птиц привело к парадигме, что эта клеточная функция отсутствует у других линий позвоночных. В 2018 году французские исследователи провели детальный анализ транскриптома рыб с использованием базы данных Phylofish и обнаружили, что у нескольких видов рыб есть последовательности транскриптов, демонстрирующие высокую гомологию с версией LAMP2A у млекопитающих. Это открытие предполагало, что CMA существует у рыб и появилась гораздо раньше в эволюции позвоночных, чем считалось изначально.

В новом исследовании те же ученые нашли четкие доказательства этого утверждения. Используя флуоресцентный репортер, ранее применявшийся для отслеживания CMA в клетках млекопитающих, они выявили существование CMA-подобного пути в фибробластной клеточной линии рыб медаки (Oryzias latipes). Более того, чтобы определить физиологическую роль Lamp2a у рыб, они создали нокаутных медак по сплайс-варианту lamp2a и обнаружили серьезные нарушения в метаболизме углеводов и жиров, как ранее было показано у мышей с дефицитом CMA в печени. В совокупности эти результаты показывают, что CMA не ограничивается птицами и млекопитающими: она также существует у рыб, где играет важную роль в метаболической регуляции.

Последствия открытия для различных областей

Это открытие дает совершенно новое понимание регуляции метаболизма у рыб и проливает новый свет на эволюционную историю CMA. Оно открывает новые перспективы в медицинских исследованиях, позволяя использовать дополнительные генетические модели, такие как данио-рерио или медака, для изучения CMA. Известно, что дисфункции CMA вовлечены в несколько заболеваний, таких как болезнь Паркинсона, диабет, нарушения иммунной системы и некоторые виды рака.

В исследованиях аквакультуры этот научный прорыв приведет к лучшему пониманию механизмов, лежащих в основе нутритивной модуляции промежуточного метаболизма, и предоставит новые метаболические критерии. Это может помочь внедрить новые стратегии кормления и разведения для оптимизации потенциала роста рыб при сохранении качества водных продуктов и снижении воздействия на окружающую среду.