Исследователи обнаружили, что когда клетка подвергается серьезному стрессу, например, из-за сердечного приступа, инсульта или рака, белок под названием Бак может просто настроить ее на самоубийство.
В смертельном двойном ударе Бак помогает разрезать форму пальца, напоминающую филамент электростанции клетки, или митохондрии, на уязвимые маленькие сферы. Затем другой белок Bax протыкает бесчисленные дыры в этих сферах, проливая их содержимое, способствующее смерти, в клетку.
«Мы обнаружили, что Бак выполняет особую функцию в регуляции морфологии митохондрий», – говорит д-р. Чжэн Донг, клеточный биолог Медицинского колледжа Джорджии и Медицинского центра по делам ветеранов в Огасте и автор статьи, опубликованной на этой неделе в Proceedings of the National Academy of Sciences. «Bax, с другой стороны, не участвует в морфологической регуляции, но должен быть там, чтобы прокалывать отверстия.”
«Один должен разрушить митохондрии, как бы смягчить их, чтобы получить травму, а другой действительно пробивает дыры, чтобы убить их», – говорит Крейг Брукс, аспирант MCG и первый автор статьи.
Бак и Бак имеют схожие структуры, и ученые давно подозревали, что они играют важную, схожую роль в запрограммированной гибели клеток или апоптозе. «Эти два белка очень важны для повреждения митохондрий и последующего апоптоза», – говорит д-р. Донг.
Чтобы вызвать стресс у клеток, они заблокировали поставки кислорода и использовали обычный химиотерапевтический агент цисплатин, а затем документально подтвердили, что митохондрии нитчатых волокон очень рано и быстро фрагментируются при апоптозе. По иронии судьбы, они также обнаружили смертельную фрагментацию в результате взаимодействия Бака с формирующими митохондрии белками, называемыми митофузинами, которые помогают митохондриям сохранять свою нитевидную форму в нестрессированных клетках. Доктор. Донг подозревает, что Бак также может играть роль в регуляции митофузина в нормальных, нестрессовых условиях.
Фактически, исследователи подозревают, что Бак, Бак и содержимое, которое они проливают в клетку, играют роль в поддержании функционирования клетки до тех пор, пока не сработает стрессор.
«Вероятно, они оба обычно контролируются в клетке другими белками, и когда что-то происходит, что разрушает клетку, это активирует Bak и Bax, чтобы начать гибель клетки», – говорит г-н. Brooks. «Некоторые из тех же белков, цитохром c является большим, необходимы для повседневной функции митохондрий, например для выработки энергии, но если они высвобождаются из митохондрий, они активируют путь уничтожения клеток или апоптоз», – говорит доктор. Дхонг, ссылаясь на содержимое, которое выливается из проколотых митохондрий.
Изучая клетки почек и нейроны мышей с дефицитом Bak, они также показали, что Bak и Bax нужны друг другу, чтобы успешно вызвать самоубийство клеток. «Если у вас есть Bak, но нет Bax, митохондрии все еще фрагментируются, но они не умирают; если у вас есть Bax, но нет Bak, у вас все равно будут проколы в митохондриях, но с низкой эффективностью », – говорит г-н. Brooks.
Теперь они хотят знать, как именно Бак взаимодействует с митофузинами, как это взаимодействие регулируется и как оно влияет на морфологию, физиологию и патологию митохондрий. Их долгосрочная цель для лучшего понимания механизма самоубийства клеток – разработка лекарств, которые блокируют его, например, в случае инсульта, или заставляют его убить рак.
Источник: Медицинский колледж Джорджии