Ученые университета Готенбурга (Швеция), работающие под руководством профессора Томаса Нистрёма (Thomas Nyström), расшифровали механизм, позволяющий видавшим виды материнским клеткам отпочковывать от себя дочерние, не отягощенные грузом поврежденных белков, неизбежно накапливающихся в каждой клетке в процессе ее жизнедеятельности.
Оказывается, дочерние клетки используют функционирующие по принципу конвейера структуры, обеспечивающие перемещение всех морально и физически устаревших белковых молекул в материнскую клетку. В результате, после полного отделения от материнской клетки, дочерняя клетка оказывается полностью свободной от ассоциированных с возрастом повреждений.
Ранее считалось, что эти структуры, сформированные волокнами из белка актина, обеспечивают одностороннее движение белков и клеточных органелл из материнской клетки в дочернюю. Авторы показали, что возможно и обратное движение, обеспечивающее транспортировку поврежденных белков в материнскую клетку, которая в данном случае служит своего рода «мусорным контейнером».
(На снимке и на видеоролике – ярко-зеленые белковые агрегаты транспортируются из молодой клетки в более крупную материнскую).
В своей работе авторы продемонстрировали, что эта транспортировка осуществляется за счет механических сил сокращения актиновых волокон. Они также установили, что правильное формирование этих волокон невозможно без нормального функционирования гена SIR2 и его белкового продукта, вовлеченного в процессы старения организма. Более ранние работы на дрожжах, червях, дрозофилах и рыбах показали, что повышение активности гена SIR2 способно значительно увеличить продолжительность жизни организма, а его повреждения ускоряют процессы старения.
Профессор Нистрём считает, что знание механизма, используемого дочерними клетками для транспортировки поврежденных белков в материнские клетки, может лечь в основу методов лечения ассоциированных с возрастом заболеваний, вызываемых накоплением обладающих токсичными свойствами поврежденных белков. В то же время он подчеркивает, что на сегодняшний день еще совершенно неясно, каким образом эту информацию можно применить к млекопитающим. Он также отмечает, что на следующем этапе работы ученые должны выяснить, пользуются ли клетки млекопитающих аналогичным механизмом при формировании половых и стволовых клеток.
Статья Beidong Liu et al. «The Polarisome Is Required for Segregation and Retrograde Transport of Protein Aggregates» опубликована в журнале Cell от 22 января.