Смена парадигмы в клеточной биологии? Транспорт белков, возможно, работает не так, как считалось

Одна треть белков, необходимых для жизненных процессов, производится в эндоплазматическом ретикулуме (ЭР) клетки и распределяется через мембранные везикулы. Сортировка белков в местах выхода из ЭР и транспорт к аппарату Гольджи регулируются так называемыми COPII-белковыми комплексами, но не так, как считалось ранее. Исследователи из Тель-Авивского университета (TAU), Израиль, и Института исследований старения им. Лейбница — Института Фрица Липманна (FLI) в Йене, Германия, обнаружили, что COPII-комплексы не покидают ЭР для транспорта. Они остаются в качестве "привратников" в местах выхода из ЭР, откуда контролируют рекрутинг, сортировку и выход белков к аппарату Гольджи. Новые данные могут привести к смене парадигмы в клеточной биологии.

Смена парадигмы в клеточной биологии

Исследовательские группы под руководством профессора Корета Хиршберга (TAU) и доктора Кристофа Кэтера (FLI) предложили иную модель транспорта белков и роли COPII в исследовании, опубликованном в Journal of Cell Biology.

COPII-комплекс — первая сортировочная станция для белков

Используя высокотехнологичную визуализацию живых клеток в сочетании с электронной микроскопией, команда подтвердила, что компоненты COPII играют важную роль в транспортном процессе белков, но не так, как описано в учебниках. Вопреки преобладающему мнению, COPII-комплексы не покидают эндоплазматический ретикулум. Они остаются постоянно в местах выхода из ЭР, где их задача — рекрутинг, сортировка и выход белков из ЭР.

COPII-комплексы стабильны и неподвижны

Таким образом, белки покидают ЭР не в COPII-покрытых везикулах, как постулировалось ранее, а в более крупных, часто вытянутых транспортных единицах, лишённых COPII. "COPII действует как привратник прямо на границе между ЭР и местами его выхода (ERES), где он контролирует и регулирует концентрацию груза", — говорит доктор Кэтер.

Параллельно аналогичная статья в журнале Cell от эксперта по мембранному транспорту Дженнифер Липпинкотт-Шварц пришла к идентичным выводам, используя другой набор методов, что подтверждает данные сотрудничества FLI/TAU.

"Обе статьи меняют наше текущее представление об одном из самых фундаментальных процессов в клеточной биологии — экспорте из ЭР", — заявляет доктор Кэтер. Поскольку этот путь важен для клетки, он играет роль в процессе старения и многих заболеваниях — от рака до неврологических расстройств и редких наследственных болезней.

Представленные данные закладывают основу для альтернативной модели роли COPII-комплекса в экспорте из ЭР. Более глубокое понимание механизмов транспорта белков поможет лучше понять механизмы заболеваний и станет основой для новых терапевтических подходов.