Учёные обнаружили новую функцию белка аутофагии ATG-9 в регуляции целостности лизосом

Лизосомы — это мембранные органеллы в клетках, которые действуют как центры переработки, расщепляя отходы, повреждённые органеллы и ненужные молекулы с помощью мощных пищеварительных ферментов. Они играют жизненно важную роль в поддержании здоровья клетки.

Нарушение работы лизосом способствует развитию многих заболеваний, включая болезни Альцгеймера, Паркинсона и Хантингтона.

В новом исследовании, опубликованном в Journal of Cell Biology 9 апреля, группа учёных под руководством профессора Чжан Хун из Института биофизики Китайской академии наук раскрыла молекулярный механизм, с помощью которого ключевой белок аутофагии ATG-9 способствует репарации повреждённых лизосом, регулируя активность фосфолипидной скрамблазы.

ATG-9 функционирует на нескольких этапах формирования аутофагосом — пузырьков, которые захватывают и транспортируют повреждённые органеллы к лизосомам. Он также действует как фосфолипидная скрамблаза, регулируя асимметричное распределение мембранных липидов и влияя на морфологию и функцию мембраны.

В этом исследовании учёные обнаружили, что у мутантных червей C. elegans (epg-5) везикулы ATG-9 избирательно накапливаются вокруг слабо повреждённых лизосом. Примечательно, что снижение скрамблазной активности ATG-9 значительно усиливало репарацию таких лизосом и улучшало их функцию, что спасало дефекты аутофагии.

Дальнейшее исследование показало, что уменьшение синтеза фосфатидилэтаноламина (PE) имитировало эффекты нарушения скрамблазной активности ATG-9. Это говорит о тесной связи состава и распределения липидов с динамикой лизосомальной мембраны.

Полученные данные позволяют предположить, что сниженная скрамблазная активность ATG-9 может способствовать биогенезу и репарации лизосом, модулируя распределение фосфолипидов между внутренним и внешним листками их мембраны, тем самым изменяя её кривизну и стабильность.

Учитывая центральную роль лизосом в очистке клеток и установленную связь между их повреждением и такими состояниями, как лизосомные болезни накопления и нейродегенеративные заболевания, это исследование не только углубляет фундаментальное понимание аутофагии, но и указывает на ATG-9 как на перспективную мишень для терапевтического вмешательства.