Кальций контролирует качество инсулина в эндоплазматическом ретикулуме

Кальций (Ca²⁺) управляет многими клеточными функциями, однако механизм его контроля качества белков в эндоплазматическом ретикулуме (ЭР) — клеточной органелле, синтезирующей и транспортирующей белки, — оставался неясным. Международная команда исследователей изучила эту систему контроля качества белков (протеостаз), чтобы глубже понять процесс, что может дать ключи к предотвращению диабета 2-го типа, болезни Альцгеймера и бокового амиотрофического склероза (БАС).

Исследование под руководством доцента Масаки Окумуры из Tohoku University Frontier Research Institute for Interdisciplinary Sciences (FRIS) и Graduate School of Life Sciences провели 17 научных групп из Японии, Кореи и Великобритании. Работа опубликована в Nature Cell Biology.

Учёные обнаружили, что Ca²⁺ может индуцировать фазовое разделение в PDIA6 — гене, кодирующем специфический белок, локализованный в ЭР и ответственный за сворачивание и функцию белков. Если функция этого белка нарушается, может происходить неправильное сворачивание (мисфолдинг), что, например, связано с диабетом.

Однако ошибки сворачивания можно исправить. Исследователи выяснили, что процесс кальций-зависимого фазового разделения в ЭР создаёт конденсаты — каплевидные структуры, которые могут корректировать проинсулин (предшественник инсулина). Избыток проинсулина указывает на риск развития диабета 2-го типа.

Чтобы всё работало гладко, нам нужны эти каплевидные конденсаты, чтобы обеспечить правильное сворачивание проинсулина — в противовес образованию крупных агрегатов, которые могут нарушить нормальные пути и привести к негативным последствиям для здоровья, — пояснил Окумура.

Это открытие вносит значительный вклад в понимание других кальций-зависимых процессов в клетках. Кроме того, исследование может быть использовано при разработке лекарств от трудноизлечимых заболеваний, таких как БАС, болезнь Альцгеймера и диабет 2-го типа.