17:53 2022-05-20
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Canalul ionic de clorură ASOR este necesar pentru contracția veziculelor
_ Canal ionic de clorură ASOR este necesar pentru contracția veziculelor
De la descoperirea canalului ionic de clorură ASOR în urmă cu trei ani, cercetătorii au căutat funcțiile sale biologice.
Acum, echipa condusă de prof. Thomas Jentsch de la FMP și MDC din Berlin a descoperit că ASOR este esențial pentru contracția macropinozomilor - în special veziculele mari care preiau cantități mari de lichid extracelular, inclusiv ioni și proteine, într-un mod nespecific. Acest proces este deosebit de important pentru anumite celule imunitare și canceroase. Într-adevăr, în condiții sărace în nutrienți, creșterea celulelor tumorale lipsite de ASOR a fost îmbunătățită. Lucrarea prezintă, de asemenea, pentru prima dată un model consistent pentru contracția dependentă de ioni a acestor vezicule. Rezultatele au fost publicate în Nature Cell Biology.
Celulele noastre absorb în mod constant apă, săruri și nutrienți. În plus față de un transport specific, mediat de proteine, prin membrana celulară exterioară, această absorbție are loc prin înmugurirea veziculelor mici din membrana (plasmatică) care înghiți fluidul extracelular. Substanțele închise sunt procesate în continuare în celulă sau transportate înapoi în mediul extracelular prin vezicule mici care se ciupesc din vezicula endocitară. Macropinozomii sunt vezicule deosebit de mari formate ca urmare a unei forme speciale de endocitoză numită macropinocitoză. Acest proces are loc practic în toate celulele, dar este excepțional de pronunțat în celulele imune specializate (macrofage) și celulele tumorale.
Maturarea veziculelor și prelucrarea materialelor închise necesită contracția veziculelor. Acest lucru nu poate fi realizat doar prin înmugurirea de vezicule mici. Apa, care este condusă osmotic de transportul pasiv de sare prin canalele ionice, trebuie să părăsească veziculele. În absența contracției osmotice, veziculele mai mici nu se pot prinde din cauza tensiunii mari a membranei. În urmă cu câțiva ani, un grup canadian a demonstrat că sunt necesare două canale de sodiu endozomale specifice pentru contracția macropinozomilor. Cu toate acestea, identitatea canalului (canalelor) de clorură care sunt esențiale pentru efluxul electroneutru general de NaCl a rămas enigmatică. Candidații sugerați pentru acești transportatori au fost schimbătorii de protoni de clorură CLC, canalul anionic reglat în volum VRAC, precum și ASOR, proteine care au fost toate clonate în laboratorul lui Thomas Jentsch.
În cea mai nouă lucrare, echipa lui Jentsch. la Institutul de Cercetare Leibniz pentru Farmacologie Moleculară (FMP) și Centrul Max Delbrück pentru Medicină Moleculară (MDC) au arătat acum că nici CLC, nici VRAC nu sunt importante pentru contracția veziculelor. ASOR joacă clar rolul major. Grupul lui Jentsch a clonat acest canal ionic sensibil la acid abia în 2019.
Contracția este reglată de canalul sensibil la acid și pH
„Acum am reușit să arătăm că ASOR este necesar crucial pentru contracția macropinozomilor”, spune Thomas Jentsch. „Toți ceilalți candidați pe care i-am investigat nu au avut niciun efect”. Astfel, Jentsch și echipa sa au reușit să atribuie o funcție biologică importantă „Canalului anionic de rectificare exterioară sensibilă la acid.”
Pentru a studia procesul, cercetătorii au izolat macrofagele din diferite linii de șoarece knock-out pe care le-au a generat anterior. Fiecare dintre tulpinile de șoarece nu avea un transportor specific de clorură. Contracția macropinozomilor, care au diametre de 1 până la 3 micrometri, poate fi urmată de microscopie luminoasă în videoclipuri live. Folosind această abordare, a devenit clar că veziculele de la șoarecii ASOR knock-out s-au micșorat mult mai lent decât cele de la șoarecii de tip sălbatic și că contracția lor este dependentă de pH. Alcalinizarea macropinozomilor a afectat pierderea de volum.
„Acest lucru are sens pentru că ASOR este activat de acid”, a spus prima autoare a studiului, Mariia Zeziulia. „Între timp, știm că ASOR nu apare doar în membrana plasmatică, unde pH-ul extracelular bine reglat nu atinge aproape niciodată valorile acide necesare pentru activarea canalului, ci este prezent și pe diverse organele intracelulare, endozomi, despre care se știe că sunt acidificat. Astfel, acidificarea luminală — pe lângă cele două canale de sodiu și ASOR — joacă un rol foarte important în contracția acestor vezicule”, rezumă omul de știință principalele rezultate.
Model cu putere predictivă mare< /p>
Cercetătorii au integrat ASOR, canalele de sodiu și procesele de transport de acidifiere a veziculelor într-un model matematic simplu. Acest lucru nu numai că le-a permis să verifice plauzibilitatea mecanismului propus, dar a permis și predicții semi-cantitative ale parametrilor greu de măsurat, cum ar fi tensiunea electrică care se schimbă dinamic pe membrana veziculelor. „Modelul matematic prezice rezultatele noastre foarte frumos. Pentru prima dată avem un model consistent pentru contracția acestor vezicule”, explică Thomas Jentsch.
Dar pentru ce este bună de fapt contracția veziculelor? Este necesar pentru înmugurirea veziculelor de transport, care, printre altele, permit transportul substanțelor ingerate înapoi în exterior. Această reciclare le permite să scape de degradare de către enzimele din lizozomi, care fuzionează cu macropinozomii într-o etapă ulterioară. Proteinele de suprafață importante, cum ar fi receptorii de semnal, trebuie de asemenea reciclate. Pe de altă parte, degradarea proteinelor ingerate este importantă pentru alimentația anumitor clase de celule tumorale. Mai mult, servește la producerea fragmentelor de proteine care sunt necesare pentru recunoașterea antigenului de către celulele imune. Degradarea și reciclarea trebuie echilibrate în funcție de cerințele celulelor.
Celulele tumorale lipsite de ASOR cresc mai bine
În experimentele cu celule tumorale, oamenii de știință ar putea arăta ce se poate întâmpla dacă acest mecanism sofisticat nu nu funcționează corect: Celulele în care ASOR a fost eliminat au crescut mai repede atunci când aminoacizii extracelulari erau absenți, dar proteinele extracelulare erau prezente. De ce? Contracția redusă înseamnă mai puțină reciclare, astfel încât celulele tumorale au putut obține mai multe proteine din mediul altfel sărac în nutrienți. Aceste proteine includ în mod proeminent albumina, care este prezentă fiziologic în concentrații mari. „Macropinocitoza este hiperactivă în tumorile care poartă mutații în oncogenei K-RAS”, explică Thomas Jentsch. „Acest lucru duce la absorbția crescută a proteinelor extracelulare de către celulele tumorale. Acestea sunt apoi degradate de lizozomi în aminoacizi care sunt utilizați pentru nutriție și creșterea celulelor. Bazele de date publice despre tumori susțin această concluzie: pacienții cu cancer pancreatic aveau rate de supraviețuire mai mici dacă tumora lor conținea mai puțin ASOR. „
În următorul pas, cercetătorii de la Berlin urmăresc să investigheze alți transportatori și, de asemenea, canale de apă care pot fi, de asemenea, implicate în contracția macropinozomilor. Date noi vor completa modelul veziculelor.
Comentarii:
Adauga Comentariu