Гены вкусовых рецепторов поддерживают белковый гомеостаз у мух

Исследование под руководством Эуджении Пиддини из Бристольского университета (Великобритания) показало, что набор генов, отвечающих за восприятие сладкого вкуса, также критически важен для управления белками в процессе развития мух. Работа расширяет понимание ключевого процесса успешного развития и указывает на связь между генами, связанными со вкусом, и нарушениями агрегации белков.

Неожиданная роль вкусовых рецепторов

• Учёные сравнили экспрессию генов у нормальных мух и у мутантов по рибосомным белкам на стадии куколки.
• Неожиданно в мутантных клетках была повышена активность группы генов, кодирующих шесть вкусовых рецепторов — Gr64.
• Ранее эти рецепторы были известны только в нейронах взрослых мух, где они помогают ощущать сахара, жирные кислоты и глицерин.

Влияние на выживаемость и развитие

• У мутантов по рибосомным белкам с одной (вместо двух) работающей копией генов Gr64 наблюдалось увеличение гибели клеток путём апоптоза.
• Полное устранение генов Gr64 вызывало множественные морфологические дефекты у рибосомных мутантов, но почти не влияло на клетки с нормальными рибосомами.
• Клетки-мутанты с одним набором генов Gr64 проигрывали в конкуренции нормальным клеткам ещё сильнее.

Механизм действия

• Количественное снижение уровня белков Gr64 напрямую влияло на функцию протеасомы и аутофагосомы — двух основных путей удаления и переработки повреждённых белков.
• Связь между поддержанием протеостаза и вкусом, вероятно, осуществляется через механизм регуляции потока кальция белками Gr64. Изменения уровня кальция используются как сигнал в сенсорных клетках и также регулируют процессы протеостаза.

Связь с болезнями человека

• Дисрегулированные и находящиеся не на своём месте вкусовые и обонятельные рецепторы обнаружены в поражённой ткани мозга при таких заболеваниях, как болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона, для которых характерна потеря белкового гомеостаза.

Ключевые выводы авторов

• Эуджения Пиддини: «Наша работа показывает, что вкусовые рецепторы играют ранее не признанную роль в поддержании белкового гомеостаза во время развития мухи... и указывает на связь между кальций-модулирующими белками и нарушениями агрегации белков».
• Майкл Баумгартнер: «Эти результаты подчёркивают важную тему в клеточной биологии: контекст — это всё... Эволюция может и будет использовать почти всё для новых целей, если это окажется выгодным».