Исследователи из Медицинской школы Duke-NUS и их коллеги в Сингапуре идентифицировали белок, который транспортирует деградировавшие мембранные липиды из лизосом, клеточных органелл, которые являются фабриками распада клеток. Выводы, опубликованные в Proceedings of the National Academy of Sciences , способствуют пониманию роли лизосом в здоровье и болезни.

«Обнаруженные в клетках по всему человеческому телу , лизосомы представляют собой крошечные органеллы, ответственные за расщепление клеточных отходов и спасение повторно используемых молекул в качестве строительных блоков для клеточных компонентов », — объяснила г-жа Менглан Хэ, соавтор исследования и доктор медицинских наук. .Д. кандидат интегрированной биологии и медицины Ph.D. трек в Duke-NUS. «Когда лизосомы выходят из строя из-за редких генетических нарушений, это создает накопление токсичных клеточных отходов и влияет на другие органеллы, вызывая органные и клеточные патологии, такие как нейродегенерация».

В ходе исследования г-жа Хе и многопрофильная группа ученых из Сингапура провели скрининг группы белков-транспортеров, функции которых до конца не выяснены. Белки, которые они исследовали, принадлежат к группе, называемой главным суперсемейством фасилитаторов (MFS), которые важны для транспортировки молекул через клеточные мембраны.

Их результаты показали, что белок MFS, называемый Spns1, переносит продукты расщепления двух фосфолипидов, фосфатидилхолина и фосфатидилэтаноламина, которые являются важными строительными блоками для структуры и функции живых клеток, из лизосом в цитоплазму. Затем две молекулы проходят через пути, которые перерабатывают их в исходные липидные формы, чтобы их можно было повторно включить в клетку.

«Ученые довольно много знают о молекулярных процессах, связанных с расщеплением и транспортировкой некоторых молекул из лизосом», — добавил доктор Элвин Кук, который также является соавтором исследования и научным сотрудником с докторской степенью в Центре сердечно-сосудистых и метаболических заболеваний. Программа расстройств (CVMD) в Duke-NUS. «Но когда дело доходит до двух липидов, фосфатидилхолина и фосфатидилэтаноламина, которые представляют собой наиболее распространенные фосфолипиды клеточных мембран, известно очень мало».

Далее ученые обнаружили, что дефицит Spns1 в клетках и доклинических моделях приводит к патологическому накоплению продуктов распада двух липидов внутри лизосом. Это накопление приводило к различным болезненным состояниям, включая признаки усиления воспаления.

«Исторически было трудно идентифицировать лизосомальные переносчики липидов, что ограничивало наше понимание роли лизосом в метаболизме липидов и заболеваниях», — сказал профессор Дэвид Сильвер, ведущий старший соавтор исследования и заместитель директора программы CVMD. в Дьюк-НУС. «Это исследование обеспечивает основу для изучения того, как работает этот новый транспортер и его роль в здоровье и болезнях».

«Это было фантастическое сотрудничество», — сказал доцент Федерико Торта, старший соавтор исследования из Медицинской школы Йонг Лу Лин в Национальном университете Сингапура. «Мы помогли прояснить функцию Spns1, объединив результаты наших коллег из Duke-NUS с нашими данными липидомии. Липидомика тканей, клеток и изолированных лизосом на основе масс-спектрометрии позволила выявить количественные и качественные изменения в их липидном составе. с высоким разрешением и чувствительностью».