Вчені виявили резервну систему очищення клітин від білків

У клітинах постійно відбувається контроль якості. Пошкоджені компоненти ремонтуються або переробляються для підтримання балансу. Коли білки неправильно згортаються та утворюють скупчення, вони порушують цей баланс, що призводить до низки вікових та нейродегенеративних захворювань, включно з хворобами Альцгеймера, Паркінсона та Гантінгтона.

Зазвичай клітини позбуваються дефектних білків через убіквітин-протеасомну систему. Але що відбувається, коли ця основна система утилізації перевантажується або пошкоджується? Вчені виявили своєрідну клітинну таємну зброю — резервну систему очищення, яка автоматично активується, коли первинна система починає давати збій.

У центрі цієї резервної системи знаходиться транскрипційний фактор NRF1, який виконує роль аварійного реагувальника клітини. За звичайних умов NRF1 залишається відносно пасивним, але коли активність протеасом знижується, він негайно вступає в дію. Нові дослідження показують, що NRF1 активує альтернативний шлях очищення — спеціалізовану форму аутофагії, відому як агрефагія.

На відміну від загальної аутофагії, агрефагія спеціально націлена на агреговані неправильно згорнуті білки. У клітинних експериментах, де протеасоми блокувалися препаратом MG132, NRF1 швидко відчував зростаючий білковий стрес та підвищував рівень ключових гравців агрефагії. Він посилює експресію генів, зокрема p62 та GABARAPL1. Ці білки діють як команда очищення: p62 прикріплюється до неправильно згорнутих білків та направляє їх у формування аутофагосом, тоді як GABARAPL1 будує мембрану аутофагосоми навколо вантажу.

Коли дослідники заблокували NRF1, клітини втратили свою резервну систему очищення. Без NRF1 убіквітиновані білки накопичувалися на небезпечних рівнях. Це відкриття має важливе значення для лікування нейродегенеративних захворювань. Якщо знайти способи посилити власну резервну систему очищення клітин через NRF1, можна допомогти клітинам впоратися з білковим сміттям до того, як воно їх переповнить. Підвищення активності NRF1 потенційно може уповільнити прогресування симптомів, зберігаючи здатність нейронів до самоочищення.