Посещений:
Апоптоз и Деполяризация Мембран

Outer mitochondrial membrane permeabilization during apoptosis triggers caspase-independent mitochondrial and caspase-dependent plasma membrane potential depolarization: a single-cell analysis
Heiko Du?mann, Markus Rehm, Donat Kogel, and Jochen H. M. Prehn
JCS 2003 116: 525-536. [Abstract] [Full Text]




Рис.3.
 |  Total depolarization after the release of the cyt-C-GFP fusion protein

Определение точной последовательности событий, которые происходят во время апоптоза, важно, но до конца не реализовано. Напр., проницаемость митохондриальной наружной мембраны, как известно, ведёт к высваобождению cytochrome c (cytC) митохондриями, формированию apoptosome и активации каспаз-эффекторов, но как и когда изменяется клеточная биоэнергетика вопрос всё ещё вопрос спорный. Jochen Prehn и др. анализировали деполяризацию митохондриальных и плазматических мембран во время апоптоза клеток, экспрессирующих GFP-cytC слитые белки, с использованием time-lapse конфокальной флюоресцентной микроскопии (см. p. 525). Они установили, что после высвобождения cytC митохондрии быстро деполяризуются — но не полностью. Органеллы приобретают новый статический потенциал, который, по-видимому, поддержживается с помощью реверсии FoF1-ATPase, т.к. он м.б. устранён с помощью олигомицина. Авт. наблюдали, что инициальная митохондриальная деполяризация сочетается с деполяризацией плазматической мембраны. Далее они продемонстрировали, что в отличие от митохондриальной деполяризации, последняя нуждается в каспезах и ассоциирована с деградацией Na+/K+-ATPase плазаматической мембраны. Т.о., выясняется не только последовательность событий в митохондриях, но и такж то, как они влияют на то, что происходит с плазматической мембраной во время клеточной гибели.

Апоптоз и Экстернализация Phosphatidylserine


Wang, X. et al.
C. elegans mitochondrial factor WAH-1 promotes phosphatidylserine externalization in apoptotic cells through phospholipid scramblase SCRM-1.
Nature Cell Biol. 1 Apr 2007 (doi: 10.1038/ncb1574)

В здоровых клетках млекопитающихcя липид phosphatidylserine (PS) располагается на внутреннем листке плазматической мембраны. В апоптических клетках, однако, PS экстернализуется в наружный листок, где он может функционировать как 'eat-me' сигнал для индукции фагоцитоза. Xue с сотр. показали, что этот феномен законсервирован у Caenorhabditis elegans, и что апоптогенный фактор WAH-1 (который высвобождается из митохондрий во время апоптоза) активирует фосфолипид scramblase-1 (SCRM-1) , чтобы обеспечить PS экстернализацию. Авт. полагают, что открыт "a new mitochondria to plasma-membrane signalling pathway that promotes cell-surface changes in apoptotic cells."
АВт. разработали мягкую хирургическую процедуру, которая позволила им окрашивать апоптические клетки на поверхности гонад C. elegans. Последующее флюоресцентное окрашивание показало, что как и в клетках млекопитающих наружные поверхности значительной пропорции апоптических клеток были мечены annexin V, специфическим PS-связывающим белком, процесс PS экстернализации, следовательно, законсервирован.
Т.к. непрямая связь уже была установлена между экстернализацией PS и apoptosis-inducing factor (AIF), то авт.исследовали, может ли WAH-1, C. elegans гомолог AIF, влиять на экстернализацию PS externalization в апоптических клетках. RNA interference (RNAi) нокдаун экспрессии wah-1 редуцирует мечение annexin V апоптических клеток, в то время как избыточная экспрессия wah-1 усиливает мечение (но не усиливает апоптоза).
Однако, WAH-1 не содержит какие-либо домены и не обладает биохимическими свойствами, которые позволили бы ему экстернализовать PS непосредственно. Используя человечесткий фосфолипид scramblases в качестве стартовой точки, авт. идентифицировали 8 C. elegans scramblase белков, посредством которых WAH-1 может функционировать. Отсюда, только редукция активности SCRM-1 влияет на экстернализацию PS. В согласии с ролью SCRM-1 в экстернализации PS , SCRM-1, как было установлено, локализуется в плазматической мембране.
Дальнейшие эксперименты по мечению annexin V показали, что инактивирование WAH-1 (с помощью RNAi нокдауна) и SCRM-1 (с помощью мутаций) вместе не обнаруживают аддитивных эффектов на уменьшение экстернализации PS, это указывает на то, что WAH-1 и SCRM-1 действуют в одном и том же пути. Кроме того, с помощью in vitro pull-down метода было установлено, что WAH-1взаимодействует с SCRM-1. В самом деле, используя in vitro phospholipid-scrambling метод, Xue с соавт. продемонстрировали, что в то время как SCRM-1 обладает лишь низкой lipid-scramblase активностью, присутствие WAH-1увеличивает scramblase активность SCRM-1 в 10 раз (WAH-1 не обладает собственной scramblase активностью).
Итак, WAH-1, после своего высвобождения из митохондрий активирует scramblase активность SCRM-1, чтобы обеспечить экстернализацию PS. Авт. подчеркивают, "How phospholipid asymmetry on the lipid bilayer is generated, maintained and altered ... is a fundamental but poorly understood issue in cell biology." Благодаря их демонстрации и вычленению экстернализации PS во время апоптоза у C. elegans, Xue с соавт. достигли определеного успеха в понимании этого критического процесса.
Сайт создан в системе uCoz