Malí pomocníci s čistením buniek

Ktoré bielkoviny podporujú prirodzený proces recyklácie v tele

pomocníci

V kvasinkovej bunke je bunkový odpad (purpurovej farby) obklopený autofagozómovými membránami (zelená).

15. 8. 2018: Bunky zhromažďujú, rozkladajú sa a recyklujú nadbytočný alebo poškodený bunkový materiál. Tento proces, nazývaný autofágia, je dôležitý, pretože bunkový odpad je škodlivý pre celý organizmus, ak sa hromadí v bunkách. Rovnako ako pri spracovaní domového odpadu, autofágia vyžaduje určité mechanizmy a prvky. Tím pod vedením prof. Dr. Claudine Kraft z Ústavu pre biochémiu a molekulárnu biológiu na Univerzite vo Freiburgu a Levent Bas z Ústavu pre biochémiu a bunkovú biológiu na Viedenskej univerzite v Rakúsku získali nové poznatky o úlohe proteínov pri fúzii autofagozómov a vakuol, čo je dôležité pre čistenie buniek.

Počas procesu autofágie sú poškodené časti buniek, nepoužité proteíny alebo iné bunkové zvyšky zachytené vo vezikule nazývanej autofagozóm, rovnako ako odpad z domácnosti. Vezikuly sa transportujú do lyzozómu u cicavcov alebo do vakuol, bunkových organel, v kvasinkách a rastlinách. Tieto organely slúžia na podobný účel ako recyklačné továrne: Rozkladajú materiál prinesený autofagozómami, aby bolo možné jednotlivé stavebné prvky znovu použiť. Početné proteíny iniciujú a regulujú proces v bunkách: doteraz bolo identifikovaných viac ako 40 rôznych. Ich molekulárna funkcia je však stále do veľkej miery neznáma. Tiež nebolo známe, ako sa autofagozómom a vakuolám darí správne spájať svoje membrány, aby bolo možné bunkový odpad recyklovať.

Freiburgský biochemik vo svojej súčasnej publikácii poskytuje možné vysvetlenie: Aby porozumeli požiadavkám fúzie autofagozóm-vakuola, Kraft a Bas so svojím tímom simulovali tento proces v laboratóriu. Oddelili vakuoly, autofagozómy a intracelulárnu tekutinu od kvasinkových buniek a vytvorili prostredie, v ktorom je možné fúziu pozorovať in vitro, teda mimo živého organizmu.

Všeobecne sú pre membránové fúzie potrebné štyri spojené takzvané SNARE proteíny. Vedci z Kraftu teraz dokázali potvrdiť, že autofagozómovo-vakuolová fúzia je tiež proces riadený proteínmi SNARE a že počas procesu fúzie pôsobia tri predtým známe SNARE. Objavili tiež štvrtý SNARE, ktorý potrebovali, a to Ykt6. Výsledky pomáhajú lepšie porozumieť autofágii a jej molekulárnym procesom. A vďaka ich novo vyvinutému prístupu in vitro možno v budúcnosti identifikovať ďalšie proteíny, ktoré pôsobia vo fúznom procese.

Pôvodná publikácia:Levent Bas, Daniel Papinski, Mariya Licheva, Raffaela Torggler, Sabrina Rohringer, Martina Schuschnig a Claudine Kraft; „Rekonštitúcia odhalí Ykt6 ako autofagozomálny SNARE vo fúzii autofagozómu a vakuoly“; J Cell Biology; 2018