Новое исследование раскрывает механизмы динамики липидных капель

Исследователи под руководством профессора Хуана Сюня из Института генетики и биологии развития Китайской академии наук, в работе, опубликованной в Developmental Cell, продемонстрировали роль белка CETN-SPDL1-L, локализованного на липидной капле, в регуляции позиционирования липидной капли в колбочках, что важно для светочувствительности этих клеток.

Липидные капли — эволюционно консервативные органеллы, встречающиеся от бактерий до млекопитающих. Дисрегуляция их динамики связана с метаболическими заболеваниями, такими как ожирение, диабет и жировая дистрофия печени. В нервной системе липидные капли обычно присутствуют в глиальных клетках, но не в нейронах, и их появление в нейронах связывают с защитой от нейродегенерации.

Интересно, что в апикальной области колбочек курицы — типа нейронов — находится единственная липидная капля. Ранее было неясно, как она формируется, как определяется её местоположение и какова её функция.

В данном исследовании учёные создали системы in vitro и ex vivo для изучения динамики липидных капель в колбочках. Чтобы понять формирование единственной капли, они провели липидомический анализ, генетические и фармакологические манипуляции. Было обнаружено, что число липидных капель в колбочках регулируется белком CIDEA, важным для слияния капель, и микротрубочками.

Для изучения механизма апикальной локализации капли был проведён протеомный анализ. Интригующим открытием стало то, что центриновые белки, обычно локализующиеся в центриолях, с помощью SPDL1-L — ранее не охарактеризованного изоформы белка SPDL1, ассоциированного с кинетохорой, — нацеливаются на липидную каплю. Комплекс CETN-SPDL1-L обеспечивает её апикальное положение.

Чтобы оценить влияние изменений в динамике капель на функцию колбочек, исследователи использовали метод конечных разностей во временной области (FDTD) для расчёта распределения электромагнитного поля и моделирования распространения света в клетках. Результаты показали, что как правильное местоположение, так и правильное количество липидных капель важны для светочувствительности.

Эта работа даёт новое понимание ранее неизученной связи между белками центросомы и локализацией липидных капель. Кроме того, исследователи создали новую модель, которая позволит проводить будущие исследования в этой области.