Ученые показали, что белок Arf1 регулирует расщепление жирных кислот и синтез энергии при недостатке питательных веществ в клетке. Arf1, располагающийся в местах контакта митохондрий и липидных капель, определял транспорт жирных кислот между ними. Однако гиперактивация Arf1 уменьшала поток жирных кислот из капель, в результате чего в митохондриях нарушался синтез энергии, и они фрагментировались. Полученные данные могут расширить представления о том, как нарушения в метаболизме жирных кислот влияют на возникновения сердечно-сосудистых заболеваний. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Cell Biology.
Митохондрии — энергетические станции клеток — образуют контакты почти с каждой органеллой в клетке. Они устанавливают функциональные взаимодействия с липидными каплями и пероксисомами для расщепления жирных кислот. Этот процесс, называемый бета-окислением, необходим для производства энергии при дефиците питательных веществ. У дрожжей жирные кислоты высвобождаются из липидных капель, поступают в пероксисомы и там окисляются. Из пероксисом продукты окисления поступают в митохондрии, где участвуют в синтезе энергии. В клетках млекопитающих бета-окисление может происходить сразу в митохондриях, а пероксисомы не участвуют в транспорте. Нарушения в контактах между липидными каплями, пероксисомами и митохондриями наблюдаются при заболеваниях печени и раке. Однако регуляция и организация контактов и потока жирных кислот остаются мало изученными.
Международный коллектив ученых расширил представления о том, как Arf1 — белок, определяющий работу и транспорт митохондрий, — регулирует их функции. Авторы показали, что Arf1 располагался в местах контакта липидных капель, митохондрий и пероксисом и локально контролировал эти стыки, воздействуя на белки. В результате Arf1 обеспечивал транспорт жирных кислот из липидных капель в митохондрии. При этом поток кислот запускался при недостатке энергии в клетке. Когда потребность в энергии удовлетворялась, транспорт прекращался.
«Таким образом, система работала только тогда, когда срабатывала петля обратной связи о потребностях в энергии», — рассказывают авторы исследования.
Однако гиперактивный Arf1 ослаблял отток жирных кислот из липидных капель. В результате в клетках нарушался синтез энергии, а митохондрии фрагментировались. Нарушения обмена жирных кислот могут привести к накоплению холестерина в организме, повышению риска сердечно-сосудистых заболеваний, ожирения и диабета.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
