Белок ULP-4 контролирует клеточный ответ на стресс, иммунитет и продолжительность жизни

Учёные выявили ключевой механизм у червей, участвующий в контроле клеточного ответа на стресс, о чём сообщается в исследовании в eLife.

Открытие даёт важное новое понимание механизма стрессового ответа, называемого ответом на развёрнутые белки (UPR), и поможет исследователям понять процессы, защищающие клетки, усиливающие иммунитет и продлевающие жизнь.

Один из важнейших компонентов клетки, страдающих от стресса, — митохондрии (энергетические станции клетки). Животные реагируют на митохондриальный стресс, активируя митохондриальный UPR — систему мониторинга, которая сигнализирует в ядро клетки, если что-то не так.

Исследователи сосредоточились на гене ulp-4, кодирующем фермент, который удаляет с белков молекулу SUMO, что резко меняет их функцию.

Ключевые результаты:

• Необходимость ULP-4: Блокировка активности гена ulp-4 у червей предотвращала стрессовый ответ в митохондриях, но не в других частях клетки. Восстановление высокого уровня молекулы ULP-4 возвращало способность активировать митохондриальный UPR.
• Механизм действия: С помощью экспериментов по связыванию белков в дрожжевых клетках были идентифицированы две молекулы, взаимодействующие с ULP-4: DVE-1 и ATFS-1. Оказалось, что ULP-4 удаляет группу SUMO с DVE-1 (аналогичный процесс происходит и с ATFS-1), что и влияет на активацию UPR.
• Влияние на организм: Черви с дефицитом ULP-4 имели подавленный иммунный ответ и хуже выживали при заражении бактериями Pseudomonas. В стрессовых условиях недостаток ULP-4 (или предотвращение добавления групп SUMO путём мутации DVE-1 или ATFS-1) резко сокращал продолжительность жизни.

Вывод: Идентифицирована модификация белка (де-SUMOилизация), которая способствует иммунному ответу и увеличению продолжительности жизни при митохондриальном стрессе. Поскольку UPR и ULP-4 существуют и у людей, нацеливание на активность SUMO в будущем может стать потенциальной стратегией лечения митохондриальных расстройств и возрастных заболеваний.