микробиолгия. НАПЕЧАТТ. В 1992 году
 Скачать 16.34 Kb.
|
|
в 1992 году: Для определения физиологической роли и механизм вакуолярного протеолиза в пекарских дрожжах Saccharomyces cerevisiae, мутантные клетки, лишенные протеиназы A, B и карбоксипептидазы Y, были перенесены от питательной среды до синтетической среды, лишенной различных питательных веществ и морфологических изменений.их вакуоли были исследованы.После инкубации для 1 ч в питательно-дефицитных средах, несколько сферических тел появилась в вакуолях и активно двигалась. Эти органы постепенно увеличиваются по количеству и через 3 ч они почти полностью заполнили вакуоли. При их накоплении объем вакуолярного отсека также увеличивался. Содержимое тел было морфологически неотличимо от цитозоля; эти тела содержит цитоплазматические рибосомы, RER, митохондрии, липидные гранулы и гранулы гликогена, а также плотность цитоплазматических рибосом в органах было почти такой же, как у рибосом в цитозоле.Выделенные вакуоли содержали рибосомы и проявляли скрытую активность Цитозольный фермент глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа.Эти результаты показывают, что эти органы изолировали цитозоль в вакуолях. Мы назвали эти сферические органы "аутофагические тела" Аккумуляция аутофагических тел в вакуоли индуцировалась не только азотным голоданием, но также истощением питательные вещества, такие как углерод и отдельные аминокислоты, которые вызвало прекращение клеточного цикла. Известно, что эукариотические клетки М имеют специфические внутриклеточные системы для деградации собственных устаревших белков или органелл. В клетках животных оба лизосомные и нелизосомные пути ответственны за оборот эндогенных белков. Сообщалось о многих типах нелисосомных путей деградации белка. (Pontremoli and Melloni, 1986); а именно сигнальные пептидазы,Са2 + -активированные нейтральные протеиназы и убиквитин-опосредованный АТФ-зависимый путь деградации белка 1993 год Эта дрожжевая система имеет несколько преимуществ для изучения аутофагия на молекулярном уровне. Во-первых, аутофагический процесс в дрожжах протекает синхронно в однородной культуре. Во-вторых, используя протеиназо-дефицитный штамм или дикий тип в присутствии PMSF,аутофаголизосомная стадия легко определяется по основание степени накопления AB ввакуоли. В-третьих, с этой системой легко применять классические и молекулярно-генетические процедуры. Изоляция мутанты - это эффективный метод выявления шаги в сложном пути и был использован в исследованиях на цикл клеточного деления [4] и секреторный путь .Таким образом, с этой системой, передача сигнала и в бесклеточном мембранном потоке, вовлеченном в аутофау Процесс может быть уточнен в деталях. Здесь мы сообщаем о первых генетических исследованиях аутофагии у дрожжей. Пятнадцать мутантов демонстрируют дефектное накопление AB в вакуолях в условиях голодания были изолированы. Сначала мы выделили одного мутанта с дефектом в накопление AB в вакуолях путем отбора под световой микроскоп. Этот мутант был назван upgl butophagy). Мы обнаружили, что мутант apgl терял жизнеспособность быстрее, чем клетки дикого типа в среде с дефицитом азота. В настоящее время роль аутофагической деградации белка в поддержании жизнеспособности в условиях голода неизвестно. Несколько возможных объяснений следующие. Одним из них является то, что аутофагия может нести ответственность за поставку материалов, необходимых для входа и пребывания в состоянии покоя.То есть даже в состоянии покоя минимальный синтез белка необходим для поддержания жизнеспособности клеток. Другая возможность заключается в том, что не поставка материалов, а снижение уровня цитозольные компоненты, такие как многочисленные рибосомы и ферменты могут быть важны для выживания под питательными веществами голодные условия. Третья возможность состоит в том, чтобы войти состояние покоя, функции аутофагии, чтобы понизить уровень некоторых специфических факторов, которые необходимы для прогрессирования роста клеток. Настоящее исследование предполагает, что по крайней мере 15 генов APG функции необходимы для аутофагического процесса. факты о том, что штаммы с мутациями upg показывают дефект накопление AB в вакуолях и дефектная деградация вакуолярного белка позволяют предположить, что гены APG участвует в шаге до появления AB в вакуоли 1998 У дрожжей аутофагия вызывается различными состояниями голодания,и его прогрессия легко контролируется под световым микроскопом ,когда клетки дикого типа культивировали в условиях азотного голодания в присутствии фенилметилсульфонилфторида (PMSF), аутофагические тела накапливаются в вакуолях (стрелки на рис. 1а). Мутант apg12-1 не накапливал аутофагические тела во время голодание. Мы клонировали ген APG12 по методике, описанной previously7,8. APG12 кодирует гидрофильный белок из 186 аминокислот кислоты с прогнозируемой относительной молекулярной массой (Mr) 21K (рис. 1б) Эксперименты по разрушению генов показали, что APG12 не является необходимым для роста (данные не показаны), но имеет важное значение для аутофагии (рис. 1а) и для поддержания жизнеспособности во время голодания . Тот факт, что фрагменты клеток особенно быстро накапливаются в "голодающих" клетках, подтвердил предположение, что аутофагия помогает клетке заново использовать уже имеющиеся ресурсы в отсутствие притока новых (голоде). Кстати, при нехватке пищи первым делом аутофагии подвергаются белки. Это одна из главных причин, по которой голодание не приводит к моментальной и значительной потере жира. Аутофагия — это единственный процесс, за счёт которого клетка обновляется "по-крупному". Протеасомы со своими убиквитиновыми метками разрушают только белки, и то не все, а лишь те, которым и так на роду написана короткая жизнь. В аутофагосомы попадают большие фрагменты клеток, содержащие в себе не только белки, но и липиды, и нуклеиновые кислоты, и другие вещества. Когда ферменты лизосом, слившихся с аутофагосомами, переводят эти вещества в более доступную форму, клетка получает дополнительное питание. Да, "самопоедание" имеет множество ограничений (нельзя есть себя непрерывно), но это лучше, чем ничего. Именно оно позволяет большинству тканей организма пережить недостаток ресурсов. Например, для раковых клеток аутофагия оказалась отличным оружием в борьбе за выживание. Даже если организм по каким-то причинам не снабжает опухоль питательными веществами, она не погибает — именно потому, что её клетки используют собственные энергетические запасы, опираясь на процессы аутофагии. Таким образом, остановив эти процессы, можно истощить ресурсы "осаждаемой" опухоли и остановить её развитие, а то и вовсе убить часть её клеток. |