Открытие команды касается клеточной органеллы, которая была названа ацидокальцисомой. Это отделение, которое изолирует потенциально вредные или деструктивные соединения от остальной части клетки, а также участвует в обмене клеточных компонентов (аналогично так называемым лизосомам у животных). Они богаты фосфатсодержащими молекулами, и команда отметила, что они накапливаются до высоких уровней, когда клетки одноклеточной зеленой водоросли Chlamydomonas лишены серы. Они обнаружили, что ацидокальцисомы также неожиданно участвуют в нацеливании белков в клеточное пространство между клеточной мембраной и клеточной стенкой.
Работая с Chlamydomonas, команда, в которую также входила Вирулда Поотакхам из Карнеги, изучала реакцию организма на дефицит питательных веществ. Они обнаружили, что мутантные клетки, лишенные способности образовывать эти ацидокальцисомы, также лишены способности адекватно справляться с недостатком серы и азота.
Что, по-видимому, происходит с этими мутантами, так это то, что белки, которые специализируются на том, чтобы помочь клетке пережить дефицит серы или азота, не попадают в пространство между мембраной и клеточной стенкой, где они необходимы.
Из-за этого отправляется обратная связь, чтобы остановить построение белков (и РНК-мессенджера, которая кодирует эти белки), и вся реакция на дефицит питательных веществ подрывается.
«Наши результаты указывают на новый способ нацеливания белков туда, где они необходимы для функционирования, и указывают на то, что это нацеливание также связано с контрольными точками, которые могут контролировать транскрипцию генов», – сказал Гроссман.
Эти открытия связаны с новой работой Сабихи Мерчант из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, с которой лаборатория Гроссмана будет работать над исследованием взаимосвязи их открытий.
Команда Мерчанта использовала комбинацию различных спектроскопических методов для визуализации отсека хранения металла у Chlamydomonas, который может быть похож или связан с тем, что изучал Гроссман. Отделение, изученное Торговцем, специализируется на хранении меди и обеспечении ее доступности, когда это необходимо для построения определенных белков.
Их работа опубликована в журнале Nature Chemical Biology.
«Нам интересно, существуют ли на самом деле разные типы ацидокальцисом или вакуолей в какой-либо одной ячейке, каждая из которых содержит разное количество отдельных металлов», – сказал Мерчант. «Мы с нетерпением ждем совместной работы над изучением новых возможностей в понимании метаболизма минеральных питательных веществ, обнаруженных в наших двух документах, в которых подчеркивается взаимодействие между несколькими путями для поддержания нормальной клеточной функции."