Обнаружен ключевой белок для работы лизосом

Исследователи из лаборатории профессора Ямуны Кришнан в Чикагском университете идентифицировали белок, ответственный за ключевую роль в работе лизосом: за то, как ионы кальция попадают внутрь них. Это открытие, опубликованное в Science Advances, — значительный шаг в понимании регуляции кальция в лизосомах и открывает новые пути для терапии болезней, связанных с их дисфункцией, таких как Паркинсон или БАС.

Поиск транспортера

Функция лизосом строго регулируется сложными клеточными сигналами, включая движение ионов кальция внутрь и наружу. Учёные давно знали, как лизосомы высвобождают кальций, но вопрос о том, как они его пополняют, оставался малоизученным.

"Частью проблемы была неспособность измерить кальций внутри лизосомы", — сказал Мэтью Заяц, первый автор статьи. Высокая кислотность (pH) компартмента мешала измерениям.

Прорыв стал возможен, когда лаборатория Кришнан разработала собственный корректируемый по pH сенсор CalipHluor, способный определять концентрацию кальция в кислых органеллах.

"Мы знали, что кальций важен, но не знали, какой транспортер доставляет его в лизосому. Однако мы чувствовали, что технологически у нас есть всё, чтобы это выяснить", — отметил соавтор Ананд Саминатан.

Обнаруженный белок может стать потенциальной мишенью для лекарств, модулирующих функцию лизосом и смягчающих патологию при нейродегенеративных расстройствах, таких как болезни Альцгеймера, Паркинсона и боковой амиотрофический склероз (БАС).

Заяц поясняет, что при некоторых нейродегенеративных заболеваниях, в частности при лизосомных болезнях накопления с дефектными механизмами экспорта, уровень кальция в лизосомах становится слишком высоким, и они разбухают.

"Текущие подходы в основном сосредоточены на активаторах каналов. Лизосомы содержат многочисленные кальциевые каналы, и их модуляция могла бы снизить избыточный уровень кальция", — сказал Саминатан.

"Мы надеемся установить, что если найти способ блокировать поступление кальция в лизосомы, то можно скорректировать этот дефект экспорта", — добавил Заяц.

Преодоление трудностей

Решимость группы подтвердить существование неуловимого транспортера была подкреплена отклонённой заявкой на грант, где рецензент усомнился: "А откуда вы знаете, что такой вообще существует?"

Несмотря на "изнурительную пару лет", команда под руководством профессора Кришнан persevered, используя множество различных экспериментов и объединяя экспертизу разных специалистов. В необычно открытом для научной среды шаге профессор Кришнан публично документировала трудности исследовательского процесса в "твиториале".

Обнаружив ключевой элемент в регуляции лизосомального кальция, исследователи теперь планируют глубже изучить механистические детали работы идентифицированного белка и исследовать дополнительные кальциевые транспортеры лизосом.