Кальций (Ca²⁺ ⁾ управляет многими клеточными функциями, однако механизм его контроля качества белков в эндоплазматическом ретикулуме (ЭР), клеточном органелле, синтезирующем и транспортирующем белки, до сих пор не изучен. Эта система контроля качества белков, известная как протеостаз, была исследована учеными с целью более глубокого понимания этого процесса, что потенциально может помочь в профилактике диабета 2 типа, болезни Альцгеймера и бокового амиотрофического склероза (БАС).

В состав исследовательской группы входили специалисты из разных дисциплин, возглавляемые заслуженным доцентом Масаки Окумурой из Института междисциплинарных исследований (FRIS) и Высшей школы наук о жизни Университета Тохоку. Результаты международного совместного исследования, в котором приняли участие 17 исследовательских групп из Японии, Кореи и Великобритании, опубликованы в журнале Nature Cell Biology.

Исследователи обнаружили, что ионы Ca²⁺ могут вызывать фазовое разделение в гене PDIA6, кодирующем специфический белок, локализованный в эндоплазматическом ретикулуме и отвечающий за сворачивание и функционирование белков. Следовательно, если этот белок теряет свою функцию, может произойти неправильное сворачивание. Последствия для неправильно свернутых белков могут быть ужасными — как, например, при диабете.

Однако не всё потеряно, если есть ошибки в сворачивании белков. Исследователи обнаружили, что процесс, называемый фазовым разделением, опосредованным кальцием, в эндоплазматическом ретикулуме, по сути, создает капли, похожие на жидкость, посредством конденсации, которые могут корректировать проинсулин. Проинсулин является предшественником инсулина, и его избыток может указывать на риск развития диабета 2 типа.

«Для бесперебойной работы всего процесса нам необходимы эти капли, похожие на конденсат, чтобы обеспечить правильное сворачивание проинсулина, а не образование больших агрегатов, которые могут нарушить нормальные процессы и привести к негативным последствиям для здоровья», — сказал Окумура.

Эти знания вносят существенный вклад в наше понимание других процессов внутри клеток, опосредованных кальцием. Кроме того, данное исследование потенциально может быть использовано в разработке лекарств от трудноизлечимых заболеваний, таких как боковой амиотрофический склероз, болезнь Альцгеймера и диабет 2 типа.