NYHET Forskare vid Umeå universitet har identifierat en överraskande ny roll för autofagiproteiner – cellens återvinningsstation – i att reparera cellmembran som skadats av kemisk eller bakteriell stress. Denna upptäckt kastar inte bara ljus över hur våra celler upprätthåller sin struktur, utan kan också ge insikter i sjukdomar som Alzheimer, cancer och infektioner.
Professor Yaowen Wu och hans grupp. Postdoc Laura Herzog – sitter närmast kameran, professor Yaowen Wu, PhD Anastasia Knyazeva och postdoc Dale Corkery.
BildShuang Livi upptäckte en helt ny väg för membranreparation
Den nya studien är publicerad i den vetenskapliga tidskriften EMBO Reports och lyfts fram i News & Views i EMBO Journal.
– Det är verkligen överraskande! Vi började det här projektet för att lära oss mer om hur celler tar bort skadade membran, och det slutade med att vi upptäckte en helt ny väg för membranreparation, säger Dale Corkery, forskningsingenjör på Kemiska institutionen vid Umeå universitet, huvudförfattare till studien.
När cellmembranen skadas måste cellen snabbt bestämma sig om den ska reparera eller ta bort det skadade membranet. Borttagning av skadade membran regleras av den cellulära återvinningsprocessen som kallas autofagi – en process som professor Yaowen Wu och hans team vid Umeå universitet har studerat.
Autofagi används av celler för att rensa upp sina egna avfallsprodukter. Om inte bortförandet av avfall sker på rätt sätt kan det leda till sjukdomar som Alzheimers, cancer och infektioner.
Den aktuella studien är den första som visar att funktionen hos autofagi-maskineriet kanske inte är begränsad till membranavlägsnande utan även kan sträcka sig till membranreparation.
– Med ett kemiskt biologiskt tillvägagångssätt kunde vi identifiera ett protein som heter TECPR1 som nyckelregulatorn för denna nya reparationsväg, förklarar Dale Corkery.
TECPR1 upptäcker skadade membran via förändringar i membranets lipidsammansättning och binder vid skadestället. Där rekryterar proteinet komponenter från autofagi-maskineriet till platsen för membranskada och fungerar genom att dekorera det skadade membranet med det ubiquitinliknande proteinet, ATG8 – en process som traditionellt är kopplad till membranborttagning.
Men i stället för att underlätta avlägsnande av det skadade membranet fann forskarna att dessa ATG8-dekorerade membran reparerades och återställdes till sitt ursprungliga funktionella tillstånd.
– Nästa steg är att karakterisera exakt hur autofagi-maskineriet bidrar till reparationsprocessen och att se vilka konsekvenser denna nyfunna väg kan ha för sjukdomstillstånd som är kopplade till membranskador så som neurodegeneration och cancer, säger Dale Corkery.
Corkery, D P., Castro-Gonzalez S., Knyazeva A., Herzog L K, and Wu Y.: An ATG12-ATG5-TECPR1 E3-like complex regulates unconventional LC3 lipidation at damaged lysosomes. EMBO Reports (2023)24:e56841. https://doi.org/10.15252/embr.202356841
UCMR är ett Centre of Excellence som främjar tvärvetenskaplig banbrytande molekylär och translationell mikrobiell infektionsforskning vid Umeå universitet. UCMR grundades 2004 och i dag omfattar forskningsmiljön 67 grupper med enastående meritlista inom områdena mikrobiell patogenes, molekylär- och cellbiologi, kemi, klinisk mikrobiologi, strukturbiologi, immunologi, epidemiologi, mikrobiell ekologi, fysik, matematik, och datadriven vetenskap.
