Ученые раскрыли молекулярный механизм образования пигмента в клетках кожи

Пигменты, которые создают цвет кожи, волос и глаз, вырабатываются в органеллах, называемых меланосомами, которые расположены в клетках кожи, называемых меланоцитами, и в некоторых типах пигментных клеток глаз. В свою очередь альбинизм, состояние, характеризующееся отсутствием пигмента в коже, волосах и глазах, возникает, когда мутации в генах, ответственных за функцию меланосомы или поддерживающих клеточный механизм, препятствуют синтезу и хранению пигментов меланина.

Альбинизм является одним из многих симптомов синдрома Германского-Пудлака (HPS), группы наследственных мультисистемных заболеваний, которые также могут приводить к таким симптомам, как плохая свертываемость крови, колит и фиброз легких. Предыдущие исследования показали, что у пациентов с HPS есть аномалии в формировании органелл, связанных с лизосомами, таких как меланосомы. Однако механизмы образования меланосом и то, как на них могут влиять гены, связанные с HPS, до конца не изучены.

Чтобы лучше понять действующие механизмы, исследователи из Детской больницы Филадельфии (CHOP) сосредоточились на BLOC-1, белковом комплексе, необходимом для биогенеза и созревания меланосом и других связанных с лизосомами органелл.

BLOC-1 состоит из восьми субъединиц, четыре из которых мутируют в различных формах HPS, и необходим для развития внутриклеточных мембранных трубок, которые позволяют доставлять ферменты, синтезирующие меланин, к меланосомам. Исследователи идентифицировали два фермента, модифицирующих липиды, которые необходимы для BLOC-1-зависимого образования трубок и, таким образом, для транспортировки синтетических ферментов меланина и других белков в меланосомы для образования пигмента. Исследователи обнаружили, что эти ферменты функционируют последовательно, и что истощение любого фермента приводит к снижению содержания меланина, подчеркивая, что необходимы оба фермента.

Это исследование показало нам «что» — две киназы необходимы для биогенеза меланосом и что эти киназы локализуются последовательно. Следующим шагом этого исследования будет выяснение того, как и почему эти ферменты нацелены на два разных сайта, что может помочь нам лучше понять дисфункцию других связанных с лизосомами органелл, которые имеют отношение к HPS. Эта работа также дает нам инструмент для помочь нам лучше понять трехмерную структуру BLOC-1, что может привести к лучшему пониманию этих механизмов

— сказал старший автор исследования Майкл С. Маркс, исследователь и профессор патологии и лабораторной медицины в Детская больница Филадельфии.