Гибель клеток - это важный, тонко настроенный процесс, который имеет решающее значение для удаления поврежденных и лишних клеток.
Ранее было установлен, что существует несколько форм запрограммированной и незапрограммированной клеточной смерти, включая апоптоз, ферроптоз и некроптоз.
Организмы - от растений до грибов и животных - также нуждаются в меди для нормального функционирования. Медь участвует в нескольких основных биологических процессах, включая контроль экспрессии генов и перемещение некоторых белков. Медь также известна своими антибактериальными свойствами; она препятствует росту микроорганизмов. Теперь ученые узнали больше о том, почему медь может убивать клетки; похоже, что этот металл вызывает ранее неизвестную форму клеточной смерти. Исследование, результаты которого были опубликованы в журнале Science, показало, что медь может связываться с определенными белками, нарушая их функции.
"Медь - это обоюдоострый меч: слишком мало - и клетки не могут выжить. Но слишком много - и клетки погибают. Было загадкой, как избыток меди причиняет вред, но мы наконец-то выяснили это", - говорит руководитель исследования Тодд Голуб.
Ученые показали на культурах клеток человека, что медь-зависимая, регулируемая клеточная смерть отличается от известных механизмов смерти и зависит от митохондриального дыхания. Авторы продемонстрировали, что медь-зависимая смерть клеток происходит путем прямого связывания меди с липоилированными компонентами цикла трикарбоновых кислот (ТКК). Это приводит к агрегации липоилированных белков и последующей потере белков железо-серного кластера, что приводит к протеотоксическому стрессу и в конечном итоге к гибели клетки.
Ученые назвали эту форму клеточной смерти купроптозом и определили, что она отличается от других типов запрограммированной клеточной смерти. Так выяснилось, что даже если известные механизмы клеточной смерти были заблокированы, включая апоптоз и ферроптоз, клетки все равно погибли под воздействием меди.
Эти результаты могут объяснить необходимость существования древних гомеостатических механизмов меди.
