Ученые обнаружили новый защитный клеточный механизм
Внутри клеток происходит огромное количество биологических реакций с образованием различных побочных продуктов. В некоторых из них могут быть очень реактивные молекулы, и если они накапливаются внутри клеток, они могут вызывать стресс и повреждения. Известно, что один класс этих молекул, реактивные формы серы (RSS), выполняет биологические функции, но было неизвестно, как клетки реагируют на накопление RSS. Теперь ученые описали систему, с помощью которой избыток RSS может активно транспортироваться из клеток.
В клетках постоянно происходят химические реакции, в том числе две противоположные реакции, известные как окисление и восстановление, поэтому важно, чтобы этот баланс, известный как «окислительно-восстановительный гомеостаз», поддерживался для здоровья клеток.
Было показано, что RSS действует как антиоксидант для защиты от окислительного стресса и поддержания окислительно-восстановительного гомеостаза, но избыток RSS также может привести к серному стрессу.
Создав линию мышей, которые генерировали избыточный RSS, ученые смогли показать, что уровни RSS повышались во внеклеточном пространстве, но не внутри клеток, что свидетельствует об активном механизме транспортировки RSS из клеток.
«Строгая регуляция клеточных уровней RSS, которую мы наблюдали, предполагает наличие адаптивного клеточного механизма, контролирующего уровни RSS, который, скорее всего, существует для защиты от серного стресса», — объясняет профессор Йошито Кумагаи.
Белки-транспортеры отвечают за перемещение молекул из клеток. Ученые обнаружили, что аминокислота под названием цистин играет ключевую роль в экспорте RSS, предполагая, что в транспорте RSS участвует конкретный транспортер, называемый SLC7A11.
Известно, что SLC7A11 доставляет цистин в клетку, одновременно выкачивая из нее другую аминокислоту, называемую глутаматом. Поскольку цистин является серосодержащей молекулой, было неожиданно обнаружить, что SLC7A11 импортирует цистин и экспортирует RSS.
Серный стресс, вызванный высоким уровнем RSS, может привести к гибели клеток. Считается, что это связано с различными состояниями здоровья человека, включая болезни сердца (кардиомиопатия) и мышц (мышечная дистрофия).
Таким образом, важные результаты этого исследования могут открыть новые и ранее не рассматривавшиеся возможности для исследования серного стресса и связанных с ним заболеваний.
Исследование было опубликовано в журнале Redox Biology.