Фундаментальный клеточный механизм обеспечивает транспортировку белков в нужные им места в клетках. За этот транспорт отвечают так называемые везикулы. Определить их состав до сих пор было сложно, не в последнюю очередь из-за их короткой продолжительности жизни. Комбинируя инновационные исследовательские методы, биохимикам из Гейдельбергского университета впервые удалось всесторонне проанализировать две из этих транспортных везикул - везикулы COPI и COPII. Результаты исследования были опубликованы в журнале Cell Reports.
Около трети всех белков, которые производятся в наших клетках, начинают свою жизнь в эндоплазматическом ретикулуме, который служит общей белковой фабрикой. Однако большинство белков необходимы в других клеточных местах и должны транспортироваться туда. Чтобы избежать «пробок», клетки развили транспортные везикулы, которые действуют как система общественного транспорта: пассажиры - белковый груз - должны предъявить правильный билет, чтобы сесть на нужный автобус - везикула определенного типа - и в конечном итоге оказаться в нужном автобусе. правильный пункт назначения.
Ученым десятилетиями известно, что небольшие везикулы, образующиеся на поверхности органелл, упаковывают определенные белки и транспортируют их в другие области клетки или на клеточную поверхность. «Мутации в генах, участвующих в везикулярном транспорте, часто приводят к заболеванию. Поэтому крайне важно понять, какие белки транспортируются какими везикулами. К сожалению, транспортные везикулы имеют короткую продолжительность жизни и их сложно очистить, поэтому их трудно анализировать», - говорится в сообщении. проф. Доктор Феликс Виланд, возглавлявший исследования в Центре биохимии Гейдельбергского университета (BZH).
Исследователи впервые объединили два подхода для более подробного изучения состава везикул COPI и COPII. Процедура восстановления везикул позволила получить и очистить большое количество везикул. Они также использовали мечение стабильными изотопами аминокислотами в клеточных культурах. Эта процедура, сокращенно называемая SILAC, позволяет точно определять количество различных белков с помощью масс-спектрометрии.
«Возможность генерировать определенные типы везикул и анализировать их содержание белка позволила нам определить каталог белкового груза для везикул COPI и COPII. Одним из ключевых результатов является то, что подтипы везикул COPII, по-видимому, специализируются на транспортировке определенные типы белков», - подчеркивает доктор Франк Адольф, главный автор исследования. Теперь исследователи надеются, что этот подход откроет путь к лучшему пониманию того, как мутации, влияющие на везикулярный транспорт, могут привести к заболеваниям.
Являясь членом Cluster of Excellence CellNetworks в Ruperto Carola, профессор Виланд проводит исследования в Центре биохимии Гейдельбергского университета, посвященные механизмам везикулярного транспорта и белково-липидным взаимодействиям.