Молекулярные биологи обнаружили активную роль мембранных липидов в здоровье и болезни

Секреторные клетки организма, такие как плазматические клетки (производят антитела) или клетки поджелудочной железы (производят инсулин), специализируются на секреции огромного количества белков. Их способность к секреции контролируется ответом на развернутые белки (UPR).

Ключевая задача UPR — обнаруживать неправильно свернутые белки, которые опасны, так как могут образовывать агрегаты и нарушать работу клетки. UPR помогает разрушать эти скопления и способствует правильному сворачиванию белков, играя важную защитную роль.

Однако есть и обратная сторона: вирусы и опухолевые клетки могут использовать UPR для ускорения роста и уклонения от иммунного ответа. Кроме того, длительная активация UPR может привести к гибели клетки.

Клетки с активированным UPR производят больше белков, но становятся более чувствительными, подобно гоночному автомобилю, который может "перегреться". Причина этой гиперчувствительности долгое время оставалась неизвестной.

Команда профессора Роберта Эрнста решила эту загадку. В сотрудничестве с учёными из Университета Гёте и Института биофизики Макса Планка (Франкфурт) они обнаружили новый механизм активации UPR.

Согласно этому механизму, UPR активируется не только неправильно свернутыми белками, но и аномальным составом мембранных липидов. Секреторные клетки особенно чувствительны к таким изменениям, поскольку их UPR уже активирован для производства белков, что повышает риск "перегрева".

Это открытие меняет представление об активной роли биологических мембран и может стать прорывом в понимании множества заболеваний. Ранее, в 2011 году, пионеры в изучении UPR Питер Уолтер и Дэвид Рон назвали связь между мембранными липидами и UPR центральным нерешенным вопросом в этой области.

"UPR регулирует более 5% всех человеческих генов, чтобы усилить производство и секрецию белков", — объясняет Роберт Эрнст. — "Теперь у нас есть концептуальная основа, чтобы понять, почему секреторные клетки гиперчувствительны к изменениям в их мембранных липидах, вызванным, например, диетой".

Исследование "Activation of the Unfolded Protein Response by Lipid Bilayer Stress" было опубликовано 17 августа 2017 года в журнале Molecular Cell (доступно онлайн с 6 июля). На него уже отреагировал журнал Nature Reviews Molecular Cell Biology, опубликовавший 21 июля 2017 года комментарий "Unfolded protein response: Reacting to membrane stress".