Forskare vid Francis Crick Institute har avslöjat nya detaljer om hur celler förpackar sitt avfall för återvinning, en viktig process som hjälper till att upprätthålla cellhälsa och vävnadsfunktion. Teamet identifierade tidigare okända steg och proteiner som är avgörande för att detta molekylära avfallshanteringssystem ska fungera smidigt.

Celler utför ett stort antal kemiska processer som upprätthåller liv, men dessa processer genererar också en betydande mängd avfall. För att säkerställa att de förblir friska har celler utvecklat ett sätt att effektivt förpacka och transportera sitt avfall till specifika kasseringsenheter, så kallade lysosomer, där det kan brytas ner och återvinnas.

Forskarna fokuserade på ett proteinkomplex som heter ESCRT-III, känt för att vara nyckeln i bildandet av små vesiklar som transporterar avfallet till lysosomerna. De exakta mekanismerna för hur ESCRT-III utför denna funktion förstods dock inte helt.

I denna studie, publicerad i tidskriften Nature, använde teamet en rad banbrytande tekniker, inklusive kryo-elektronmikroskopi, för att få en mycket detaljerad bild av ESCRT-III. De fann att det genomgår flera strukturella förändringar när det monteras runt ytan av avfallsinnehållande fack, vilket i slutändan leder till att de släpps från cellen.

Ett avgörande fynd var att ESCRT-III arbetar tillsammans med ett annat proteinkomplex, kallat ALIX, för att forma de avfallsbärande vesiklerna och vägleda dem till deras destination. Forskarna identifierade också en specifik region av ESCRT-III som fungerar som ett nav för interaktionen med olika andra proteiner, och spelar en central roll för att koordinera avfallshanteringsprocessen.

Professor David Owen, senior gruppledare vid Francis Crick Institute och studieledaren, sa:"Vår studie belyser hur ESCRT-III fungerar som ett mångsidigt och dynamiskt proteinkomplex som anpassar sig till olika behov av avfallstransport inom cellen. Förstå molekylen Detaljerna i denna process utökar inte bara vår grundläggande kunskap om cellbiologi, utan kan också öppna nya vägar för terapeutisk intervention under förhållanden där avfallshanteringen störs."

Teamet föreslår att dysreglering av ESCRT-III-vägen kan bidra till en rad sjukdomar, inklusive neurodegenerativa tillstånd som Parkinsons och Alzheimers. Ytterligare forskning om detta komplex skulle kunna ge nya mål för utvecklingen av nya terapier.

Studien understryker vikten av fortsatt undersökning av de cellulära maskiner som ansvarar för avfallshantering och återvinning, viktiga processer som underbygger vår allmänna hälsa och välbefinnande.