Американские ученые из Питтсбургского университета впервые описали путь, по которому клетки восстанавливают поврежденные лизосомы. Нарушения этого пути связаны не только со старением, но и с развитием болезни Альцгеймера. Исследование опубликовано в журнале Nature.
Лизосомы — это органеллы клетки, которые «переваривают» отходы с помощью ферментов. Так как в лизосомах содержится кислая среда и гидролитические ферменты, они ограждены от других частей клетки с помощью мембраны. Она может повреждаться, но в норме клетки способны восстанавливать дефекты в мембране. Однако такие повреждения могут накапливаться при старении или при нейродегенеративных заболеваниях.
Ученые впервые описали путь, который клетки используют для устранения дефектов в мембранах лизосом. Его назвали путем PITT в честь Питтсбургского университета. Исследователи искусственно внесли повреждения в лизосомы клеточных культур, а затем изучили белки, которые участвовали в дальнейших процессах. Оказалось, что в поврежденных лизосомах накапливается фермент PI4K2A, в результате действия которого в больших количествах вырабатывается сигнальная молекула PtdIns4P. Из-за этого на место дефекта прибывают белки группы ORP. Одна сторона этих белков связывается с поврежденной лизосомой, вторая — с эндоплазматическим ретикулумом (ЭПР), другой органеллой в клетке. ЭПР участвует в синтезе белков и липидов. Через взаимодействие ЭПР и лизосом в последнюю доставляются особые липиды и холестерин, что позволяет устранить дефект в мембране.
Ученые отметили, что все компоненты, которые участвуют в пути PITT, были известны и ранее. Однако никогда ранее не описывалось их взаимодействие или участие в процессе восстановления поврежденных лизосом.
Ученые показали, что повреждения лизосом могут накапливаться не только при старении, но и играть важную роль в нейродегенеративных заболеваниях. Так, когда ученые удалили ген, который кодирует первый фермент в пути PITT, PI4K2A, то в моделях болезни Альцгеймера начинали более активно распространяться тау-белки. Следовательно, дефекты в пути PITT могут быть связаны с развитием этой болезни. В будущем ученые планируют разработать мышиные модели, чтобы понять, как с помощью регуляции пути PITT предотвратить развитие болезни Альцгеймера.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
