В дополнение ко многим известным органеллам (частям или «органам» клетки) ученые только что открыли другие. Это так называемые БАГ2 — безмембранные гранулы, образующиеся в цитоплазме в ответ на определенный стресс. BAG2, вероятно, станет основой для новых методов лечения нейродегенеративных заболеваний.
Помимо ядер, митохондрий, ретикулума и т. д., открытых десятилетия и даже сотни лет назад, в клетке имеется множество других органелл. Обычно они меньше по размеру и выполняют специфическую работу. В недавней статье в журнале Nature Communications исследователи из США и Бразилии описали BAG2 (Bcl2-associated athanogene 2) — органеллу нового типа, не имеющую мембраны, но хорошо отделенную от цитоплазмы включениями.
В этом отношении BAG2 напоминает так называемые стрессовые гранулы и процессинговые тельца (P-тела), но новые органеллы не содержат ни РНК, ни специализированной убиквитиновой «метки смерти». Остаток убиквитина обычно связывается с теми белками, которые затем нацеливаются клеткой с помощью протеасом — молекулярных машин, выполняющих работу по «удалению отходов».
— Люди уже давно знают, что в клетке есть несколько типов безмембранных объектов. Однако до недавнего времени они не знали, как они сохраняют свою целостность, что это такое и зачем они нужны, — сказал Кеннет С. Косик из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре (США). — Теперь, благодаря передовым методам молекулярной визуализации, ученые наконец-то могут правильно рассмотреть эти динамические органеллы.
Что отличает эти немембранные структуры от обычных крупных органелл, так это отсутствие липидной двухслойной оболочки, которая также отделяет содержимое клетки от окружающей среды. Вместо них имеются включения типа BAG2 или Р-тельца, в которых два флюида (их содержимое и основная среда клетки) разделяются на фазы, подобно капле масла на поверхности воды.
Исследователи обнаружили, что вновь открытые компоненты клетки активируются (то есть переходят в конденсированную форму) при определенных стрессовых условиях, в том числе при повышении осмотического давления.
Стрессовые гранулы работают примерно так же, останавливая синтез белка и сохраняя РНК при активации. Однако BAG2 заботится о тех белках, которые уже были синтезированы. Дело в том, что при неблагоприятных условиях они могут приобретать неправильную трехмерную структуру и повреждать клетки. Примерно то же самое происходит и с нейродегенеративными расстройствами. BAG2 не только уничтожает сомнительные белки, но и поддерживает работу шаперонов — других молекул, помогающих белкам сохранять правильную структуру. Несмотря на отсутствие убиквитина, BAG2 по-прежнему обеспечивает целенаправленную деструкцию белков в тех же протеасомах. Очевидно, что органелла использует какой-то другой путь, в котором также участвует один из белков теплового шока (HSP 70).
Особое значение имеет то, что тау-белок (MAPT) оказался одной из мишеней BAG2, который также легко приобретает патологическую форму и «прилипает» к своим видам. Белок тау считается одним из главных виновников болезни Альцгеймера — и именно он, скорее всего, запускает весь ее патогенез. В этом случае тау-белок перестает выполнять свою функцию — удерживать вместе микротрубочки (важную часть клеточного скелета), отделяться от них и образовывать патологические включения внутри нейронов. Тем временем микротрубочки начинают разрушаться, а нейроны погибают.
Поэтому ученые считают недавно открытую органеллу перспективной мишенью для таргетной терапии. Модифицируя состояние BAG2, а именно контролируя его переход в конденсированное состояние, исследователи надеются разработать новые методы лечения заболеваний, связанных с нарушением трехмерной структуры белков: болезни Альцгеймера, Паркинсона и других нейродегенераций.
Подписывайтесь на «Гродно 24» в Дзен Новости и на наш канал в Дзен