Ученые разработали метод для анализа транспорта липидов между органеллами

Графическая иллюстрация. Автор: Nature Chemistry (2025). DOI: 10.1038/s41557-025-01886-w

Состав и транспорт липидов внутри клеток играют ключевую роль в их физиологических и патологических функциях. Однако механизмы перемещения и обновления липидов между органеллами до сих пор изучены слабо из-за отсутствия методов их селективного мечения.

В исследовании, опубликованном в журнале Nature Chemistry, группы ученых под руководством профессоров Чжу Чжэнцзяна и Чэнь Июня из Шанхайского института органической химии разработали новый метод фотокаталитического мечения липидов с субклеточным разрешением. Этот подход позволяет анализировать распределение липидов в отдельных органеллах с помощью масс-спектрометрии и количественно оценивать их транспорт.

На основе структурных особенностей липидов исследователи создали специальный фотокаталитический зонд. Органелло-специфичные органические красители выступают в роли катализаторов, активируя зонд под действием синего света. Это генерирует реакционноспособные промежуточные соединения, которые селективно метят липиды в целевых органеллах.

Используя эту стратегию, ученые идентифицировали от 60 до 80 видов липидов в митохондриях, ядре и лизосомах, охватывающих семь основных классов, включая фосфатидилэтаноламин (PE), фосфатидилсерин (PS) и холестерин.

Метод продемонстрировал высокую специфичность, что подтвердили эксперименты с иммунофлуоресценцией, фракционированием органелл и нокаутом генов. Это создает мощный инструмент для изучения пространственного распределения липидов в физиологических условиях.

Особый интерес представляет разработанная учеными двойная стратегия мечения, сочетающая субклеточный анализ с изотопным мечением. Это позволило впервые количественно охарактеризовать транспорт липидов из эндоплазматического ретикулума в другие органеллы, включая кинетику, обновление и вклад различных биосинтетических путей.

Исследование также выявило ключевую роль белков VPS13A и PDZD8 в переносе липидов между эндоплазматическим ретикулумом и митохондриями. Кроме того, было показано, что активация mTOR избирательно увеличивает уровни холестерина, PE и PS в лизосомах, не влияя на общий клеточный липидом.

Эта работа открывает новые возможности для изучения липидного метаболизма на субклеточном уровне и механизмов связанных заболеваний.

Дополнительная информация: Xi Chen et al, Quantitative profiling of lipid transport between organelles enabled by subcellular photocatalytic labelling, Nature Chemistry (2025). DOI: 10.1038/s41557-025-01886-w

Источник: Chinese Academy of Sciences