Q&A: исследование раскрывает, как система утилизации клеточных отходов справляется со стрессом

от

Новое исследование, [опубликованное](https://www.science.org/doi/10.1126/science.adz0972) в журнале Science, показывает, как лизосомы — органеллы, которые действуют как система утилизации отходов в клетках — реагируют на стресс, аномально увеличиваясь в размерах. Этот процесс называется лизосомальной вакуолизацией и связан с многочисленными заболеваниями.

Лизосомы играют важную роль в здоровье клеток, а их правильная работа также связана со [здоровым старением](https://phys.org/tags/healthy+aging/). Поэтому лучшее понимание механизмов, участвующих в вакуолизации, может в конечном итоге помочь разработать новые методы лечения заболеваний или способствовать здоровому старению, считает старший автор исследования Цзя Сяоцзюнь Тан, доктор философии, доцент кафедры клеточной биологии в Медицинской школе Университета Питтсбурга и член Института старения, партнёрства между Питтом и UPMC.

Что такое вакуоль?

Вакуоль — это мембранно-ограниченное пространство внутри клеток, похожее на воздушный шарик с водой, в котором хранятся вода, молекулы или отходы. В растительных клетках центральная вакуоль большая и помогает накапливать питательные вещества, регулировать давление и поддерживать структурную жёсткость. Клетки животных обычно не имеют вакуолей, но содержат родственные компартменты, называемые лизосомами.

Что такое лизосомальная вакуолизация?

Лизосомальная вакуолизация — это состояние, при котором лизосомы аномально увеличиваются в размерах, напоминая растительные вакуоли.

Почему лизосомы важны для здоровья клеток?

Лизосомы необходимы для здоровья клеток. Подобно системе утилизации отходов, они расщепляют повреждённые белки, изношенные части и вторгшиеся микробы. Разрушая широкий спектр макромолекул, лизосомы сохраняют клеточные функции и продлевают срок службы клеток.

Какие заболевания связаны с лизосомальной вакуолизацией?

Считается, что лизосомальная вакуолизация является признаком стресса или дисфункции лизосом, и эти вакуоли обнаруживаются при широком спектре заболеваний, включая лизосомные болезни накопления, старение, инфекции, химиотерапию, катаракту, токсичность кадмия, [прионные болезни](https://phys.org/tags/prion+diseases/) и другие нейродегенеративные заболевания, такие как болезнь Паркинсона и болезнь Альцгеймера.

Как клетки реагируют на лизосомальный стресс?

Мы изучаем, как клетки реагируют на различные формы лизосомального стресса, надеясь, что некоторые из этих защитных механизмов в конечном итоге можно будет использовать для улучшения здоровья и продления жизни человека.

Что такое LYVAC?

LYVAC — это белок, который прикрепляется к лизосомам, испытывающим стресс, и доставляет липиды, которые служат строительными блоками мембран, позволяя лизосомам расширяться контролируемым образом.

Как работает LYVAC?

LYVAC выполняет две функции: он прикрепляется к лизосоме, испытывающей стресс, и помогает перемещать липиды к ней, чтобы мембрана могла расти и образовывать вакуоль. Оба шага требуют двух отдельных сигналов, что обеспечивает точность и предотвращает действие LYVAC на здоровые части клетки.

Может ли блокировка LYVAC предложить новую стратегию лечения?

Блокировка LYVAC может предложить многообещающую новую стратегию лечения, если окажется, что формирование вакуолей является ключевым фактором развития заболеваний.

Что дальше?

Мы продолжаем исследовать, как контролируется LYVAC — что его включает и как он распознаёт, какие лизосомы находятся в состоянии стресса. Мы также тестируем, полезен ли LYVAC или вреден в генетической модели нейродегенерации, где естественным образом появляются большие лизосомальные вакуоли.

Наша цель — найти способы отрегулировать перемещение липидов в лизосомы, либо для предотвращения вредного набухания, либо для помощи лизосомам в восстановлении в стрессовых или больных клетках. Это исследование основано на нашем предыдущем [открытии пути PITT](https://phys.org/news/2022-09-pitt-pathway-scientists-cells-longevity-promoting.html), который показал, как клетки могут быстро восстанавливать лизосомы после повреждения.

Вместе эти исследования показывают, что у клеток есть несколько липидных систем для ответа на различные типы лизосомального стресса. Лучшее понимание этих процессов может помочь нам разработать новые стратегии защиты клеток и содействия здоровому старению.

Предоставлено [Университетом Питтсбурга](https://phys.org/partners/university-of-pittsburgh/)

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте