En konstnärlig återgivning av Spns1 som arbetar för att transportera lipid i ett membran. Kredit:Dr Alvin Kuk
Forskare vid Duke-NUS Medical School och kollegor i Singapore har identifierat ett protein som transporterar nedbrutna membranlipider ut från lysosomer, cellorganeller som är cellers nedbrytningsfabriker. Resultaten, publicerade i Proceedings of the National Academy of Sciences , främja förståelsen av lysosomens roll i hälsa och sjukdom.
"Finns i celler i hela människokroppen, lysosomer är små organeller som ansvarar för att bryta ner cellulära avfallsprodukter och rädda återanvändbara molekyler som byggstenar för cellulära komponenter", förklarade Ms. Menglan He, medförfattare till studien och MD-Ph .D. kandidat med doktorsexamen i integrerad biologi och medicin. spår på Duke-NUS. "När lysosomer inte fungerar på grund av sällsynta genetiska störningar, skapar detta en uppbyggnad av giftiga cellulära avfallsprodukter och påverkar andra organeller, vilket orsakar organ- och cellulära patologier som neurodegeneration."
I studien screenade Ms. He och ett tvärvetenskapligt team av forskare i Singapore en panel av transportproteiner vars funktioner inte har klarlagts helt. Proteinerna som de screenade tillhör en grupp som kallas major facilitator superfamily (MFS), som är viktiga för transport av molekyler över cellmembran.
Deras resultat avslöjade att ett MFS-protein som heter Spns1 transporterar de nedbrutna produkterna av två fosfolipider, fosfatidylkolin och fosfatidyletanolamin – som är viktiga byggstenar för strukturen och funktionen hos levande celler – ut ur lysosomer och in i cytoplasman. De två molekylerna går sedan genom vägar som återvinner dem till sina ursprungliga lipidformer så att de kan återinföras i cellen.
"Forskare vet ganska mycket om de molekylära processerna som är involverade i att bryta ner och transportera vissa molekyler ut ur lysosomer," tillade Dr. Alvin Kuk, som också är medförfattare till studien och postdoktoral forskare vid Cardiovascular &Metabolic Disorders (CVMD) Program på Duke-NUS. "Men när det kommer till de två lipiderna, fosfatidylkolin och fosfatidyletanolamin som representerar de vanligaste fosfolipiderna i cellmembranen, är mycket lite känt."
Forskarna fann vidare att Spns1-brist i celler och prekliniska modeller ledde till patologisk ackumulering av nedbrytningsprodukter av de två lipiderna inuti lysosomer. Denna ansamling ledde till olika sjukdomstillstånd, inklusive tecken på ökad inflammation.
"Historiskt har det varit svårt att identifiera lysosomala lipidtransportörer, vilket begränsar vår förståelse av lysosomens roll i lipidmetabolism och sjukdom", säger professor David Silver, ledande senior medförfattare till studien och biträdande chef för CVMD-programmet på Duke-NUS. "Denna studie ger ett ramverk för att undersöka hur denna nya transportör fungerar och dess roll i hälsa och sjukdom."
"Detta har varit ett fantastiskt samarbete", säger biträdande professor Federico Torta, en senior medförfattare till studien från Yong Loo Lin School of Medicine vid National University of Singapore. "Vi hjälpte till att klargöra funktionen hos Spns1 genom att integrera resultaten från våra kollegor på Duke-NUS med våra lipidomiska data. Massspektrometribaserad lipidomik av vävnader, celler och isolerade lysosomer möjliggjorde identifiering av kvantitativa och kvalitativa förändringar i deras lipidsammansättning med hög upplösning och känslighet." + Utforska vidare
