Mici ajutători la curățarea celulelor
Ce proteine susțin procesul de reciclare naturală din organism
Într-o celulă de drojdie, deșeurile celulare (de culoare magenta) sunt învelite de membrane autofagozomice (verzi).
15.08.2018: Celulele colectează, descompun și reciclează materialul celular inutil sau deteriorat. Acest proces, numit autofagie, este important deoarece deșeurile celulare sunt dăunătoare întregului organism dacă se acumulează în celule. Ca și în cazul procesării deșeurilor menajere, autofagia necesită anumite mecanisme și elemente. O echipă condusă de prof. Dr. Claudine Kraft de la Institutul de Biochimie și Biologie Moleculară de la Universitatea din Freiburg și Levent Bas de la Institutul de Biochimie și Biologie Celulară de la Universitatea din Viena/Austria a câștigat noi perspective asupra rolului proteinelor în fuziunea autofagosomilor și vacuolilor, care este important pentru purificarea celulară.
În timpul procesului de autofagie, părțile celulare deteriorate, proteinele neutilizate sau alte resturi celulare sunt prinse într-o veziculă numită autofagozom, la fel cum sunt depozitate deșeurile menajere. Veziculele sunt transportate către un lizozom la mamifere sau la vacuole, organele celulare, în drojdii și plante. Aceste organite au un scop similar cu fabricile de reciclare: descompun materialul adus de autofagozomi, astfel încât blocurile sale individuale să poată fi refolosite. Numeroase proteine inițiază și reglează procesul din celule: până acum au fost identificate peste 40 de proteine diferite. Cu toate acestea, funcția lor moleculară este încă în mare parte necunoscută. De asemenea, nu se știa cum autofagozomii și vacuolele reușesc să-și contopească membranele în mod corespunzător, astfel încât deșeurile celulare să poată fi reciclate.
În publicația lor actuală, biochimistul din Freiburg oferă o posibilă explicație: Pentru a înțelege cerințele fuziunii autofagozom-vacuol, Kraft și Bas și echipa lor au simulat procesul în laborator. Au separat vacuolele, autofagozomii și fluidul intracelular de celulele de drojdie și au creat un mediu în care fuziunea poate fi observată in vitro, adică în afara unui organism viu.
În general, pentru fuziunile de membrană sunt necesare patru așa-numitele proteine SNARE. Oamenii de știință Kraft au reușit acum să confirme că fuziunea autofagozom-vacuol este, de asemenea, un proces condus de proteinele SNARE și că trei SNARE cunoscute anterior acționează în timpul procesului de fuziune. De asemenea, au descoperit al patrulea SNARE de care aveau nevoie, numit Ykt6. Rezultatele ajută la o mai bună înțelegere a autofagiei și a proceselor sale moleculare de bază. Și datorită abordării lor in vitro nou dezvoltate, în viitor pot fi identificate alte proteine care acționează în procesul de fuziune.
Publicație originală:Levent Bas, Daniel Papinski, Mariya Licheva, Raffaela Torggler, Sabrina Rohringer, Martina Schuschnig și Claudine Kraft; „Reconstituirea dezvăluie Ykt6 ca SNARE autofagosomal în fuziunea autofagozom-vacuol”; Biologie celulară J; 2018