Исследователи обнаружили новый микропротеин, контролирующий метаболическое здоровье в жировых клетках мышей

от

Подобно тому как пчёлы приносят жизнь в сады, обеспечивая пыльцой и заставляя цветы распускаться, маленькие клеточные машины, называемые митохондриями, приносят жизнь в наши тела, наполняя их энергией, производя топливо для каждой клетки.

Поддержание митохондриального метаболизма требует участия множества молекул и белков, некоторые из которых ещё предстоит обнаружить.

Исследователи из Института Солка внимательно изучают вопрос о том, зависят ли митохондрии от микропротеинов — небольших белков, которые было трудно обнаружить и, следовательно, недооценивалась их роль в здоровье и болезнях.

В новом исследовании был обнаружен микропротеин, названный SLC35A4-MP, который играет решающую роль в поддержании структуры митохондрий и регуляции метаболического стресса в жировых клетках мышей. Результаты исследования закладывают основу для будущих методов лечения на основе микропротеинов при ожирении, старении и других митохондриальных нарушениях.

Исследование опубликовано в журнале Science Advances 29 августа 2025 года.

Работа является частью серии недавних открытий в Институте Солка, демонстрирующих функциональную важность микропротеинов в клеточной биологии, метаболизме и стрессе.

«Микропротеины долгое время считались случайным генетическим мусором, но наша работа добавляет к растущему числу исследований, демонстрирующих, что многие из них на самом деле являются важными регуляторами физиологии клеток», — говорит старший автор Алан Сагателян, профессор и заведующий кафедрой Фредерика Полсена в Институте Солка. «Здесь мы показываем, что микропротеин отвечает за сохранение структуры и функции митохондрий в бурой жировой ткани, которая регулирует температуру тела и энергетический баланс».

Лаборатория Сагателяна обнаружила генетический код SLC35A4-MP в конце весны 2024 года, скрытый во внешней открытой рамке считывания на нити информационной РНК (мРНК).

Долгое время считалось, что каждая нить мРНК кодирует один белок — всегда сохранялось соотношение один к одному мРНК-белок. Поэтому, когда учёные обнаружили дополнительные участки генетического материала — внешние открытые рамки считывания — на нитях мРНК, они подумали, что они должны быть либо 1) случайным некодирующим мусором, либо 2) регуляторным кодом, который влияет на трансляцию этой мРНК.

Но по мере того как технологии генетического зондирования и секвенирования становились более совершенными, исследователи вскоре поняли, что некоторые из этих внешних открытых рамок считывания кодируют функциональные микропротеины. Это открытие привнесло совершенно новое измерение в клеточную жизнь, поскольку микропротеины, долгое время скрытые в игнорируемых внешних открытых рамках считывания, теперь полностью раскрылись — готовые к изучению.

Некоторые из первых описанных функциональных микропротеинов были вовлечены в метаболизм и регуляцию митохондрий. Это включает исследование Сагателяна 2024 года, в котором лаборатория впервые обнаружила SLC35A4-MP в стенках митохондрий. Дальнейшие тесты показали, что микропротеин может помогать поддерживать здоровый клеточный метаболизм.

Но эти выводы были основаны на данных, собранных в результате биохимических анализов в пробирках и клетках, культивируемых в чашках Петри. Чтобы полностью подтвердить и описать физиологическую роль SLC35A4-MP, необходимо было протестировать его функцию в живой системе.

«SLC35A4-MP — один из первых микропротеинов, функционально охарактеризованных на мышах», — говорит первый автор Андреа Роша, постдокторант в лаборатории Сагателяна. «Действительно, мы обнаружили, что SLC35A4-MP регулирует функцию митохондрий и липидный обмен у мышей, что действительно показывает, что микропротеины нельзя упускать из виду, когда мы ищем биологические факторы, регулирующие здоровье».

Чтобы классифицировать SLC35A4-MP, исследователи изучили образцовую метаболическую ткань, которая особенно активно использует свои митохондрии: бурый жир. Клетки бурого жира метаболически требовательны, поскольку они регулируют энергетический баланс и температуру тела.

Исследователи полностью удалили SLC35A4-MP из бурых жировых клеток мышей, а затем вызвали метаболически стрессовые события, такие как воздействие холода или диета с высоким содержанием жиров.

Без SLC35A4-MP мыши не могли ускорить свой метаболизм при воздействии холода. Их митохондрии были структурно нарушены, увеличены, дисфункциональны и воспалены. Вне митохондрий другие части бурых жировых клеток также были затронуты. Исследователи увидели признаки перестройки внутренней среды клетки и дальнейшего воспаления — признаки метаболического спада при состояниях, связанных с ожирением.

Результаты демонстрируют фундаментальную роль, которую SLC35A4-MP играет в регуляции функции бурых жировых клеток и реакции на метаболический стресс. И поскольку митохондрии есть в каждой клетке тела, результаты распространяются на все клетки. SLC35A4-MP может стать мощной терапевтической мишенью для любого заболевания или расстройства, влияющего на метаболическую и митохондриальную функцию, от ожирения до старения и не только.

Исследование микропротеинов наконец-то оживает, и команда видит впереди яркие перспективы в поисках новых функциональных микропротеинов.

«Поскольку учёные смогли добавить больше микропротеинов в наши базы данных белков, вопрос оставался: имеют ли эти микропротеины какое-либо физиологическое значение? — говорит Сагателян. — И наше исследование говорит: да, они являются важными физиологическими регуляторами. Я надеюсь, что это добавит больше топлива для изучения микропротеинов в будущем».

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте