The mammalian target of rapamycin complex 1 (mTORC1) киназа регулирует клеточный рост в ответ на факторы роста, энергетические уровни и доступность аминокислот и активируется с помощью RHEB, Ras-related GTP-binding protein. Rag GTPases являются специфичными для аминокислот регуляторами пути mTORC1, но как они регулируют mTORC1 было неизвестно. Однако, предполагалось, что аминокислоты способствуют транслокации mTORC1 на поверхность эндомембранного компартмента Rag-зависимым способом, при котором mTORC1 может ко-локализоваться со своим активатором, RHEB. Новое исследование показало, что mTORC1 перемещается на поверхность лизосомных мембран в ответ на стимуляцию аминокислотами и что белковый комплекс, наз. Ragulator, который взаимодействует с Rag GTPases, ответствен за транслокацию mTORC1 и необходим для его зависимой от аминокислот активации.

Imaging исследования показали, что присутствие аминокислот управляет транслокацией mTORC1 на лизосомные мембраны, где находятся Rag GTPases. Это индуцированное аминокислотами перемещение оказалось Rag-зависимым, поскольку оно устранялось при RNA interference-обеспечиваемом нокдауне Rag. Напротив, транслокация mTORC1 не зависела от стимуляции фактором роста, от активности RHEB или mTORC1.

Как же Rag GTPases оказываются на лизосомах? Подходы по очистке белков привели к идентификации трех белков - MAPK scaffold protein 1 (MP1), p14 и p18 - которые формируют комплекс и имеют ортологов у Drosophila melanogaster. Этот комплекс, Ragulator, ко-иммунопреципитируется с Rag GTPases, а p18 взаимодействует непосредственно с Rag GTPases in vitro. В клетках, лишенных p14 или p18, эндогенные Rag GTPases больше не располагаются на лизосомах, но их лизосомная локализация может быть восстановлена в присутствии дикого типа субъединиц Ragulator. Также в этих клетках, рекрутирование на лизосомы mTORC1 в ответ на стимуляцию аминокислотами дефектно. В p18-нулевых клетках экспрессия модифицированного p18 белка, который доставляется на митохондрии, ведет к локализации на митохондриях Rag GTPases. Эти находки указывают на то, что p18 оказывается достаточным, чтобы доставить Rag GTPases к их субклеточному местоположению и что комплекс Ragulator-Rag служит в качестве аминокислотами регулируемого сайта расположения mTORC1 на лизосомных мембранах.

Потеря функции p14 и p18 в клетках млекопитающих и D. melanogaster предупреждает стимуляцию аминокислотами активацию передачи сигналов TORC1. Интересно, что если mTORC1 конституитивно поставляется на лизосомные мембраны, то путь становится нечувствительным к стимуляции или депривации аминокислотами и независимым от Rag и Ragulator, но не от функции RHEB.

Эти данные идентифицируют Ragulator как новый, критический компонент пути передачи сигналов TORC1 у млекопитающих и мух. Расположение Rag GTPases, Ragulator и mTORC1 на лизосомной поверхности делает эту органеллу важной для индикации аминокислот ещё неизвестным способом.