Малки помощници с почистване на клетки

Фрайбург, 14 август 2018 г.

В дрождната клетка клетъчните отпадъци (пурпурно оцветени) са обвити от автофагозомни мембрани (зелени). Източник: Клодин Крафт

Клетките събират, разлагат и рециклират излишния или повреден клетъчен материал. Този процес, наречен автофагия, е важен, тъй като клетъчните отпадъци са вредни за целия организъм, ако се натрупват в клетките. Както при преработката на битови отпадъци, автофагията изисква определени механизми и елементи. Екип, ръководен от проф. Д-р. Клодин Крафт от Института по биохимия и молекулярна биология към Университета във Фрайбург и Левент Бас от Института по биохимия и клетъчна биология към Университета на Виена/Австрия придоби ново разбиране за ролята на протеините в сливането на автофагозоми и вакуоли, което е важно за почистването на клетките, и ги публикува в текущия брой на Journal of Cell Biology (JCB).

По време на процеса на автофагия, повредените клетъчни части, неизползваните протеини или други клетъчни отломки се задържат във везикула, наречен автофагозома, точно както битовите отпадъци се торбират. Везикулите се транспортират до лизозома при бозайници или до вакуоли, клетъчните органели, в дрождите и растенията. Тези органели имат подобна цел като фабриките за рециклиране: Те разграждат материала, донесен от автофагозомите, така че отделните му градивни елементи могат да бъдат използвани повторно. Многобройни протеини инициират и регулират процеса в клетките: досега са идентифицирани над 40 различни протеина. Въпреки това тяхната молекулярна функция все още е до голяма степен неизвестна. Също така все още не беше известно как автофагозомите и вакуолите успяват да слеят правилно своите мембрани, така че клетъчните отпадъци да могат да бъдат рециклирани.

В настоящата си публикация биохимикът от Фрайбург дава възможно обяснение: За да разберат изискванията за сливане на автофагозома-вакуола, Крафт и Бас и техният екип са пресъздали процеса в лабораторията. Те отделиха вакуолите, автофагозомите и вътреклетъчната течност от клетките на дрождите и създадоха среда, в която сливането може да се наблюдава in vitro, т.е. извън живия организъм.

По принцип за сливането на мембраните са необходими четири пакетирани така наречени SNARE протеини. Учените от Крафт вече са в състояние да потвърдят, че сливането на автофагозома-вакуола също е процес, задвижван от протеини SNARE и че три известни по-рано SNARE действат по време на процеса на сливане. Те също така откриха четвъртия SNARE, от който се нуждаеха, наречен Ykt6. Резултатите помагат да се разбере по-добре автофагията и нейните основни молекулярни процеси. И благодарение на техния новоразработен in vitro подход, в бъдеще могат да бъдат идентифицирани допълнителни протеини, които действат в процеса на сливане.

Оригинална публикация:
Левент Бас, Даниел Папински, Мария Личева, Рафаела Торглер, Сабрина Рорингер, Мартина Шушниг и Клодин Крафт (2018): Разтварянето разкрива Ykt6 като автофагозомния SNARE в сливането на автофагозома-вакуола. В: Списание за клетъчна биология. DOI: 10.1083/jcb.201804028