Учёные открыли два механизма слияния везикул при изучении их движения в живых клетках

Клетки поглощают вещества из внешней среды, заключая их в везикулы, называемые эндосомами, которые затем транспортируются по клетке. Во время транспорта везикулы сливаются с другими внутриклеточными органеллами. Однако наблюдать этот процесс сложно из-за малого размера клеток и сложности регуляторных механизмов.

В новом исследовании, опубликованном в eLife, учёные сосредоточились на самых внешних клетках висцеральной энтодермы эмбрионов мыши. Пометив эндосомы флуоресцентными маркерами, они смогли наблюдать процесс слияния под микроскопом.

Были выявлены два различных типа слияния эндосом:

• Гомотипическое слияние — два эндосома быстро сливаются, образуя единый пузырёк.
• Гетеротипическое слияние — лизосомы медленно поглощают эндосомы.

Математический анализ процесса слияния с использованием механической модели мембраны везикулы показал, что размер везикулы определяет режим слияния: гомотипическое слияние происходит в мелких везикулах, а гетеротипическое — в крупных. При этом приложение флуктуирующих сил к мембране везикулы способствовало гомотипическому слиянию даже в крупных везикулах.

Связывание эндосом с белком цитоскелета актином, который, как полагают, генерирует эти флуктуирующие силы, по-видимому, способствует гомотипическому слиянию. Кроме того, ключевую роль в слиянии везикул играли кофилин (способствует обновлению актина) и миозин (взаимодействует с актином).

Используя эту систему наблюдения, исследователи рассчитывают выяснить регуляторные механизмы, контролирующие процессы внутриклеточного слияния и транспорта везикул.