Nieoczekiwanie złożona kwestia przybierania i utraty tłuszczu
Zrozumienie procesu powstawania kropli lipidowych jest kluczowe dla poznania patofizjologii otyłości i związanych z nią chorób, takich jak cukrzyca typu 2, miażdżyca i stłuszczenie wątroby. Biogeneza kropli lipidowych zachodzi w labiryncie błon w cytoplazmie, znanym jako siateczka śródplazmatyczna. Na powyższej ilustracji przedstawiono żółte, błyszczące krople lipidowe w komórkach drożdży. Tajemnicą nadal jednak pozostaje to, co decyduje o miejscach biogenezy kropli lipidowych w siateczce śródplazmatycznej. Głównym celem wspieranego w ramach działań „Maria Skłodowska-Curie” projektu LD_Biogenesis było „zidentyfikowanie i scharakteryzowanie miejsc biogenezy kropli lipidowych w obrębie siateczki śródplazmatycznej” – wyjaśnia badacz Vineet Choudhary.
Białka współpracują z czynnikami biogenezy
Wyniki badań wykazały, że krople lipidowe nie powstają spontanicznie w przypadkowych miejscach w siateczce śródplazmatycznej, lecz w uprzednio określonych, odrębnych miejscach w jej obrębie. Oznaczane przez białko zwane seipiną współdziałają one z kilkoma czynnikami biogenezy kropel lipidowych w celu ustalenia procesu ich powstawania. Co ciekawe, seipina jest białkiem nieenzymatycznym mającym swój udział w zespołach lipodystrofii(odnośnik otworzy się w nowym oknie), grupie zaburzeń charakteryzujących się selektywną utratą tkanki tłuszczowej. „Seipina odgrywa decydującą rolę w rozpoczęciu biogenezy kropel lipidowych, a jej brak powoduje powstawanie ich w miejscach ektopowych”, mówi Choudhary. Wyniki badań zostały opublikowane w czasopiśmie Journal of Cell Biology(odnośnik otworzy się w nowym oknie). Badacze użyli specjalnie opracowanych drożdży piekarskich, Saccharomyces cerevisiae, aby wykazać, w jakich miejscach w obrębie siateczki śródplazmatycznej powstają krople lipidowe, oraz nowego wskaźnika, który świeci się podczas uderzenia w miejsce, w którym odkładają się trójglicerydy(odnośnik otworzy się w nowym oknie). Za pomocą fluorescencji i mikroskopii elektronowej badacze odwzorowali odpowiednie podobszary. Przeprowadzając genetyczne usuwanie czynników biogenezy kropel lipidowych, naukowcy wykazali, że seipina wraz z białkiem Nem1 są niezbędne do budowy funkcjonalnych miejsc biogenezy kropel lipidowych. Miejsca zawierające seipinę i Nem1 wiążą się z innymi czynnikami biogenezy kropel lipidowych, w tym z Pex30, białkiem kształtującym błonę, aby ułatwić wytworzenie i wzrost kropel lipidowych. Choudhary wyjaśnia dalej potencjalną rolę seipiny. „Wykazaliśmy, że brak seipiny prowadzi do syntezy trójglicerydów w przypadkowych miejscach w obrębie siateczki śródplazmatycznej, co powoduje powstawanie niewłaściwych kropel lipidowych w niewłaściwych miejscach”. To, w jaki sposób ta nieregularna biogeneza kropel lipidowych przejawia się w lipodystrofii, jest interesującym pytaniem do uwzględnienia w dalszych badaniach.
Wyzwania i pewne zaskakujące wyniki
„Aby umożliwić działanie techniki światła korelacyjnego i mikroskopii elektronowej, musieliśmy zoptymalizować kilka parametrów”, wyjaśnia Choudhary. „Podobnie, aby móc wykonać testy wiązania lipidów w warunkach in vitro, musieliśmy również zoptymalizować ekspresję i oczyszczanie wystarczającej ilości syntazy trójglicerydów, sLro1”. Jednym z konsternujących wyników tego badania jest lokalizacja zarówno białka seipinowego, jak i białka Nem1 w odrębnych miejscach siateczki śródplazmatycznej, nawet w przypadku braku kropel lipidowych. Możliwość dowiedzenia się, co sprawia, że znajdują się one wspólnie w tych podobszarach siateczki śródplazmatycznej, będzie bardzo interesująca. „Do ustalenia pozostaje, czy pośredniczą w tym białka lub sygnały lipidowe, czy też kombinacja obu tych czynników. Wiedza na temat tego, w jaki sposób powstają te podobszary siateczki śródplazmatycznej, utoruje drogę do poznania mechanizmu biogenezy kropel lipidowych”, mówi Choudhary, entuzjastycznie odnosząc się do swoich planów dotyczących przyszłych badań.
