Des chercheurs découvrent une méthode innovante de fonctionnement des cellules affamées ; cela pourrait aider à développer de nouveaux traitements.
Le réticulum endoplasmique (RE) est la membrane serpentine à l'intérieur de la cellule qui produit de nouvelles protéines qui sont transportées vers le monde extérieur. Des excroissances en forme de tube ressemblant à des raisins sur le RE (appelées points de sortie du RE) agissent comme des stations de transport, collectant les protéines fraîchement synthétisées et les transférant à l'étape suivante de leur voyage.
Ces dernières années, les scientifiques ont découvert que ces sites de sortie du réticulum endoplasmique aident également à transporter les matériaux cellulaires et les protéines mal repliées vers les lysosomes (organites qui dégradent et recyclent les matériaux intracellulaires) et servent de cibles aux virus, dont la réplication du COVID-19. Mais les chercheurs étaient perplexes quant à la manière dont cette structure, le site de sortie du réticulum endoplasmique, était impliquée dans toutes ces différentes fonctions.
Dans une nouvelle étude, des chercheurs du campus de recherche Janelia du HHMI, dirigés par Yacheng Liao, ancien postdoctorant dans le laboratoire de Lippincott-Schwartz et maintenant professeur adjoint à l'Université de Columbia, ont utilisé l'imagerie de cellules vivantes à super-résolution et la microscopie électronique en volume pour examiner les effets. du stress nutritionnel sur les sites de sortie des RE.
L'équipe a découvert que le stress déclenche une série de molécules qui travaillent ensemble pour diriger le site de sortie du réticulum endoplasmique vers les lysosomes, où ils sont détruits – que les cellules peuvent utiliser pour libérer les protéines nécessaires à leur fabrication. Une nouvelle voie pour les acides aminés.
Premièrement, les chercheurs ont montré comment, lorsque les cellules manquent de nutriments, les sites de sortie du réticulum endoplasmique sont délivrés et occupés par certains types de lysosomes.
Ensuite, l’équipe détaille comment ce processus se déroule. Cela commence lorsque les cellules affamées incitent les lysosomes à libérer du calcium. Cela provoque le recrutement d'une enzyme, ALG2, vers le site de sortie du RE, où elle se lie à une structure appelée COPII, qui est attachée au cou reliant le RE et le site de sortie du RE.
Cette connexion entre ALG2 et COPII initie un processus appelé ubiquitination, qui implique la dégradation des protéines. Une protéine du lysosome est impliquée dans l'apport du matériel cellulaire à l'organite pour destruction. Elle reconnaît l'ubiquitine produite par le processus d'ubiquitination et dirige le site de sortie du réticulum endoplasmique vers le lysosome.
Une fois au lysosome, ALG2, qui est attaché au site de sortie du RE d’un côté, se lie à une autre protéine, ALIX, de l’autre côté. ALIX interagit avec ESCRT, un complexe protéique situé à la surface des lysosomes et impliqué dans l'absorption. Cette interaction amène le site de sortie du RE et les lysosomes à se rapprocher de plus en plus jusqu'à ce que le site de sortie du RE soit englouti et occupé par le lysosome.
En plus d’observer le processus dans des cellules vivantes, l’équipe l’a également recréé dans un système artificiel, confirmant ainsi la façon dont tous les différents composants fonctionnent ensemble.
Les nouveaux travaux détaillent une nouvelle voie utilisée par les cellules pour lutter contre le stress, une idée qui pourrait aider les chercheurs à mieux comprendre comment vieillissent les cellules et les organismes. Cela pourrait également révéler d’autres processus impliqués dans les sites de sortie du réticulum endoplasmique, notamment la manière non conventionnelle dont les virus sont délivrés à l’extérieur des cellules via les lysosomes, ce qui pourrait aider les chercheurs à développer de nouveaux traitements.
