Автофагия (от греч. «самопоедание») — фундаментальный клеточный механизм, который поддерживает здоровье клеток, перерабатывая изношенные или дисфункциональные компоненты. Этот процесс не только важен для уборки внутри клетки, но и играет ключевую роль в укреплении иммунитета, мобилизуясь при столкновении клеток со стрессовыми факторами, такими как голод или инфекция, для устранения бактерий, вирусов и других угроз.
Однако автофагия не является однородной. Учёные различают «неселективную автофагию», которая без разбора очищает клеточный материал, и «селективную автофагию», которая тщательно нацелена на повреждённые органеллы, неправильно свёрнутые белки или вторгшиеся патогены для уничтожения. Разнообразные физиологические и экологические стрессы, начиная от недостатка питательных веществ и заканчивая химическими токсинами и инфекциями, могут активировать этот путь.
Нарушение регуляции автофагии имеет серьёзные последствия, способствуя развитию заболеваний, включая рак и нейродегенеративные расстройства.
В исследовании, опубликованном в Journal of Cell Biology, учёные из Университета Оттавы представили оптимизированный рабочий процесс, который выявляет новые сигнальные механизмы, регулирующие автофагию в ответ на многочисленные стрессовые условия, связанные с заболеваниями.
Обнаружение регуляторов стресс-специфической автофагии заложило основу для новых стратегий расшифровки молекулярной регуляции автофагии, что потенциально ускорит перевод исследований из лаборатории в клиническую практику.
Кроме того, исследователи собрали обширный набор данных, предназначенный для поддержки междисциплинарных исследований, изучающих широкий спектр биомедицинских вопросов.
Недавние исследования показали, что дефекты автофагии, связанные с заболеваниями, часто возникают из-за неправильного управления специфическими клеточными грузами. Например:
* белковые агрегаты накапливаются при нейродегенеративных расстройствах;
* повреждённые митохондрии сохраняются при раке.
Эти примеры иллюстрируют, как точная регуляция автофагии и её способность нацеливаться на определённые типы клеточного груза необходимы для предотвращения заболеваний и поддержания клеточных функций.
Доктор Максим Руссо, доцент кафедры клеточной и молекулярной медицины (CMM), и доктор Райан Рассел, доцент того же отдела и старший автор исследования, задались вопросом, могут ли современные технологии редактирования генов поддержать первый сравнительный анализ путей, определяющих судьбу этих различных грузов.
Для решения этой задачи команда провела CRISPR-скрининг всего кинетома, чтобы точно определить отдельные сигнальные пути, которые управляют различными формами автофагии.
Доктор Рассел отмечает, что киназы особенно привлекательны для разработки лекарств из-за их высокого уровня «лекарственной активности», что делает их частыми мишенями для терапевтических вмешательств.
Трук Лозье, аспирант, работающий в лабораториях Руссо и Рассела, разработал новый рабочий процесс, позволяющий проводить сравнительное картирование путей, задуманное исследователями.
Интегрируя результаты из этих множественных наборов данных, исследователи смогли провести прямые, органоспецифические сравнения. Этот подход, тщательно реализованный Лозье, включал создание больших пулов генетически изменённых клеток и подвергание их кратковременным интенсивным стрессовым условиям, длящимся всего около трёх-шести часов, в отличие от традиционного семидневного протокола, фиксируя ранние фазы автофагии.
Команда из Университета Оттавы стремится исследовать, можно ли использовать киназы и сигнальные пути, которые они обнаружили, для регуляции врождённого иммунитета.
Исследование было проведено с использованием инновационных технологий в Центре редактирования генома и молекулярной биологии (GEM) — инновационном ядре в рамках факультета медицины Университета Оттавы. Этот центр предоставляет доступ к передовым методам генетического редактирования и клонированию кДНК.
Следующий шаг для команды из Университета Оттавы — изучить, можно ли использовать обнаруженные киназы и сигнальные пути для регуляции врождённого иммунитета.
Другие новости по теме
- Замещение морских трав может изменить пищевую сеть Чесапикского залива
- «Призрачные акулы» отращивают зубы на лбу для спаривания, говорится в исследовании
- Быстрорастущий мозг может объяснить, как люди и игрунковые обезьяны учатся говорить
- Древний блестящий плоскотелка, сохранившийся в янтаре, возможно, участвовал в опылении
- Диагностическая система для выявления собак с подозрением на СДВГ
- Вычислительный инструмент с открытым исходным кодом проливает свет на «извилистые» белки
- Как экстремальные температуры влияют на размножение рептилий
- Скрытая ахиллесова пята бактерий: накопление сахарофосфатов нарушает синтез клеточной стенки
- Бактерии E. coli, созданные с помощью генной инженерии, производят биоразлагаемый пластик, превосходящий широко используемый ПЭТ
- Использование воды из пруда: исследователи применяют биопроизводство для создания пищи
Другие новости на сайте
- Ранее неизвестный РНК-шаперон направляет сборку ключевого белкового комплекса вирусов оспы
- Винтаж NASA: дебют «Портрета Солнечной системы» Вояджера 1990 года
- Замещение морских трав может изменить пищевую сеть Чесапикского залива
- Более экологичный способ 3D-печати прочных объектов
- Из морских глубин на сушу: Европа расширяет возможности хранения углерода с помощью технологий, вдохновлённых природой
- Как помочь запустить положительные переломные моменты и ускорить действия по борьбе с изменением климата
- Fireblocks запускает сеть платежей в стейблкоинах с доступом через единую интеграцию
- «Призрачные акулы» отращивают зубы на лбу для спаривания, говорится в исследовании
- Полимерные чернила тонко настраивают поток воды, повышая выход этилена и снижая затраты энергии.
- Потоки ликвидности Bitcoin на Binance направляются в стейблкоины, поскольку интерес к BTC снижается