Раскрыт механизм запуска аутофагии в клетках

Аутофагия — это процесс, в ходе которого клетки перерабатывают ненужные компоненты, превращая их в строительные блоки для дальнейшего использования. Благодаря этому механизму организм предотвращает накопление токсичных веществ и обеспечивает регенерацию ресурсов. Группа ученых из Университета Фрайбурга и Института биофизики Макса Планка в Германии смогла определить, как именно запускается этот сложный процесс.

Ключевым открытием стало понимание роли слабых молекулярных взаимодействий в начале аутофагии. Ученые выяснили, что рецепторы и адаптерные молекулы должны слабо связываться с материалами, подлежащими утилизации. Как оказалось, слишком сильное связывание препятствует началу процесса. Данные были подтверждены экспериментами на дрожжевых клетках и клеточных культурах человека, а также компьютерными моделированиями.

Уникальность исследования состоит в выявлении механизма, при котором слабое связывание молекул способствует их подвижности. Это позволяет им образовывать скопления, которые затем переходят в состояние фазового разделения. Такие скопления формируют жидкостные капли, служащие платформой для запуска аутофагии. Процесс можно сравнить с образованием капель масла в воде — они создают уникальную среду для взаимодействия других молекул.

Для проверки своей гипотезы исследователи внедрили вирусные частицы в дрожжевые клетки, которые обычно не способны разлагать такие молекулы. Модифицировав вирусные поверхности так, чтобы рецепторы могли слабо связываться с ними, ученые смогли инициировать процесс аутофагии. Однако при усилении связывания процесс утилизации блокировался. Таким образом, управление аутофагией может быть целенаправленным.

Управление аутофагией может стать эффективным инструментом в борьбе с нейродегенеративными заболеваниями, связанными с накоплением токсичных белковых агрегатов, а также в улучшении методов лечения рака. Ученые подчеркивают, что их работа является важным шагом к пониманию фундаментальных механизмов клеточной биологии и их практическому применению.