Исследователи провели метаболомный профилирование отдельных увеличенных лизосом

В исследовании, опубликованном в Nature Methods, группа под руководством профессоров Сюн Вэя и Цан Чуньлэя из Научно-технического университета Китая Академии наук впервые осуществила типирование лизосом на основе информации о метаболоме отдельных органелл. Для этого была создана технология масс-спектрометрического детектирования метаболома единичных лизосом, что позволило изучить изменения гетерогенности их метаболома в процессе клеточного старения.

Лизосомы — это органеллы, присутствующие почти во всех эукариотических клетках. Они необходимы для поддержания энергетического и метаболического гомеостаза, передачи сигналов, а также для утилизации поврежденных белков и органелл. Предыдущие исследования показали, что клеточное старение тесно связано с лизосомами и протекающими в них метаболическими процессами.

В одной клетке существует множество типов лизосом, например, аутофаголизосомы и эндолизосомы. Изучение специфики разных типов лизосом в процессе старения может открыть новые подходы к разработке лекарственных мишеней для борьбы со старением и лечения связанных с ним заболеваний. Из-за технических ограничений ранее не было возможности детектировать метаболом единичной лизосомы, не говоря уже об изучении клеточного старения с этой точки зрения.

В данной работе исследователи создали масс-спектрометрическую платформу для анализа единичных лизосом, основанную на методе патч-кламп на отдельной лизосоме и сверхнизкоскоростной индуктивно-связанной электрораспылительной ионизации. Эта платформа позволила детектировать метаболиты непосредственно в клетках без какой-либо предварительной обработки, что более точно сохраняет информацию о метаболитах внутри лизосом.

Затем на этой платформе было проведено углубленное исследование метаболической гетерогенности различных типов лизосом в процессе клеточного старения.

На основе данных метаболома единичных лизосом лизосомы как минимум из четырех клеточных источников были разделены на пять подгрупп, включая эндоцитарные и аутофагические лизосомы. Были изучены метаболические изменения различных лизосом в процессе старения. Анализ показал, что метаболомные изменения в пяти подгруппах лизосом в процессе старения различны.

Это исследование демонстрирует, что в изменениях метаболизма лизосом в процессе клеточного старения существует специфичность, зависящая от типа лизосомы.