Bortom återvinning: ny roll för autofagiprotein i membranreparation upptäckt
Att upprätthålla strukturen hos intracellulära membran är väsentligt för att bevara normal cellulär funktion. Ny forskning av ett team av biokemister vid Umeå universitet identifierar en strategi som används av celler för att upptäcka och reparera membran som har skadats av kemisk eller bakteriell stress.
Postdoc Laura Herzog – sitter närmast kameran, professor Yaowen Wu. Postdoc Anastasia Knyazeva och postdoc Dale Corkery. Foto: Shuang Li.
Studien publiceras i den vetenskapliga tidskriften EMBO Reports och lyfts fram i News & Views i EMBO Journal.
– Det är verkligen överraskande! Vi började det här projektet för att lära oss mer om hur celler tar bort skadade membran, och det slutade med att vi upptäckte en helt ny väg för membranreparation, säger Dale Corkery, forskningsingenjör på Kemiska institutionen vid Umeå universitet, huvudförfattare till studien.
När cellmembranen skadas måste cellen snabbt bestämma sig om den ska reparera eller ta bort det skadade membranet. Borttagning av skadade membran regleras av den cellulära återvinningsprocessen som kallas autofagi – en process som professor Yaowen Wu och hans team vid Umeå universitet har studerat.
Autofagi används av celler för att rensa upp sina egna avfallsprodukter. Om inte bortförandet av avfall sker på rätt sätt kan det leda till sjukdomar som Alzheimers, cancer och infektioner.
Den aktuella studien är den första som visar att funktionen hos autofagi-maskineriet kanske inte är begränsad till membranavlägsnande utan även kan sträcka sig till membranreparation.
– Med ett kemiskt biologiskt tillvägagångssätt kunde vi identifiera ett protein som heter TECPR1 som nyckelregulatorn för denna nya reparationsväg, förklarar Dale Corkery.
TECPR1 upptäcker skadade membran via förändringar i membranets lipidsammansättning och binder vid skadestället. Där rekryterar proteinet komponenter från autofagi-maskineriet till platsen för membranskada och fungerar genom att dekorera det skadade membranet med det ubiquitinliknande proteinet, ATG8 – en process som traditionellt är kopplad till membranborttagning.
Men i stället för att underlätta avlägsnande av det skadade membranet fann forskarna att dessa ATG8-dekorerade membran reparerades och återställdes till sitt ursprungliga funktionella tillstånd.
– Nästa steg är att karakterisera exakt hur autofagi-maskineriet bidrar till reparationsprocessen och att se vilka konsekvenser denna nyfunna väg kan ha för sjukdomstillstånd som är kopplade till membranskador så som neurodegeneration och cancer, säger Dale Corkery.
