Lizozomi su centri za degradaciju, reciklažu i signalizaciju ćelijskih materijala koji su ključni za održavanje ćelijske homeostaze, razvoj i starenje. Da bi ispunili različite fiziološke zahteve, lizozomi kontinuirano remodeliraju svoj oblik i funkciju kroz procese fuzije i fisije. Dok je proces fuzije lizozoma opširno proučavan, malo se zna o fisiji lizozoma. Molekuli odgovorni za fisiju lizozomske membrane nisu identifikovani.
Istraživačka grupa koju su vodili prof. Vang Sjaočen i Feng Vej sa Instituta za biofiziku Kineske akademije nauka otkrili su novi faktor fisije lizozomske membrane i razjasnili njegov mehanizam delovanja.
Studija je objavljena u časopisu Priroda.
Istraživači su uspostavili sistem za istraživanje lizozoma višećelijskog organizma koristeći Caenorhabditis elegans kao model i identifikovali HEAT ponavljajući protein HPO-27, čiji je ljudski homolog MROH1, naprednim genetskim skriningom. HPO-27 i MROH1 sadrže 37 sekvenci ponavljanja HEAT, a njihove funkcije još nisu shvaćene.
Kombinovanjem slikanja živih ćelija i eksperimenata krio-elektronske mikroskopije, istraživači su otkrili da je HPO-27 široko eksprimiran u više faza razvoja i tkiva C. elegans. Funkcionalna analiza lizozoma je pokazala da defekti u HPO-27 i MROH1 dovode do abnormalnog zakiseljavanja lizozoma, smanjene aktivnosti hidrolitičkog enzima i oslabljenog degradacionog kapaciteta.
Analiza ko-lokalizacije i kontinuirano snimanje mikroskopijom super-rezolucije otkrili su da se HPO-27 i MROH1 regrutuju u lizozome pomoću RAB7 i regulišu fisiju lizozomske membrane.
Kroz strukturno predviđanje, konstrukciju tela sa skraćenim delovima, mikroskopiju super rezolucije, elektronsku mikroskopiju sa negativnim mrljama i in vitro rekonstituciju, istraživači su otkrili da pojedinačni HPO-27 ili MROH1 mogu da oligomerizuju vezivanjem od glave do repa i posreduju u sužavanju i fisiji lizozomi i rekonstituisane membranske epruvete u C. elegans, ćelijama sisara i in vitro sistemima.
Ova studija je otkrila novu klasu faktora fisije membrane koji posreduju fisiju membranske cevi bez direktne potrošnje energetskih molekula (ATP/GTP).
Otkriće HPO-27 i MROH1 pruža novi put za proučavanje fisije lizozomske membrane i drugih procesa fisije membrane, postavljajući važnu osnovu za dalje razjašnjavanje regulacije lizozomalne homeostaze i fizioloških funkcija.
