Научное сообщество начинает создавать глобальный "каталог" клеточных жиров.

Все интересующиеся новостями биологии уже привыкли к понятиям "геномика" и "протеомика". Они означают области науки, изучающие соответственно геном и протеом, то есть наборы всех генов и протеинов у различных типов клеток.

И вот совсем недавно ученые напомнили, что в набор основных "молекул жизни", кроме вышеназванных, входят еще и жиры (липиды). По аналогии с протеомом и геномом, все жиры, входящие в состав данного конкретного типа клеток, названы липидомом, а на развитие нового направления - липидомики - выделена крупный сумма одним из мощнейших американских грантодателей, Национальным Институтом Общих Медицинских Исследований (National Institute of General Medical Sciences (NIGMS)), входящим в структуру Национальных Институтов Здоровья (NIH) США. Финансирование запланировано на 5 лет и составит 35 миллионов долларов.

Подобно Международному Консорциуму по расшифровке генома человека, ученые, занятые в проекте каталогизации жиров, также образуют консорциум, названный LIPID MAPS (Lipid Metabolites and Pathways Strategy). Пока в проект вовлечены 30 исследователей из 18 институтов США.

Проект изучения липидома продолжает логическую схему клеточной биологии последних лет, направленную на последовательное описание всех молекулярных компонентов клетки. На основании полученных данных, а также с учетом полученных эмпирически результатов по механизмам регуляции внутриклеточных сигнальных путей, будут строиться схемы возможных межмолекулярных взаимодействий внутри клетки. Конечной целью всех исследований является возможность предсказывать клеточный ответ на внешнее воздействие или повреждение.

В ряду биомолекул липиды занимают не последнее по значимости место. Во-первых, они служат "каркасом" для всех клеточных мембран, выполняя барьерную функцию, что позволяет клеткам сохранять постоянство внутренней среды. Во-вторых, многие жиры или их производные являются важнейшими участниками цепей переноса регуляторных сигналов.

Один из важнейших медиаторов проведения сигнала в клетке - липид фосфатидилинозитол, который при получении сигнала распадается под действием фермента фосфолипазы С на диацилглицерол (он также относится к липидам) и инозитолфосфат. Два последних соединения - мощные инициаторы каскадов дальнейших биохимических реакций.

Еще одной важной группой сигнальных липидов являются церамиды, выброс которых из митохондрий запускает процесс клеточной гибели.

В последнее время внимание ученых приковано к так называемым "липидным рафтам" (англ. raft - плот). Рафты представляют собой гетерогенные "островки" в наружном слое клеточной мембраны, обогащенные особыми гликолипидами и холестерином. На рафтах которых могут "заякориваться" некоторые белки (см. рис). Полагают, что липидные рафты, "сходясь" и "расходясь" в мембране, как корабли в море, регулируют проведение сигнала снаружи внутрь клетки. Сигналы при этом могут быть самые разнообразные: от клеточного самоубийства (апоптоза) до активации клеточного деления и прикрепления к субстрату. Хотя окончательных твердых доказательств по этому вопросу еще не получено, многие прямые и косвенные данные свидетельствуют о большой вероятности такой схемы.

Нарушения в процессах липидного метаболизма, как полагают, могут лежать в основе таких "болезней века", как атеросклероз, сердечно-сосудистые заболевания, болезнь Альцгеймера.

Все клеточные липиды по химической структуре подразделяют на триацилглицеролы, фосфолипиды, гликолипиды, сфинголипиды, стеролы, воска и жирные кислоты. Ориентировочное количество индивидуальных липидов в клетке - более 1000. Для большинства из них неизвестны точные (или все) функции, а также содержание в клетке. Недавно ученые были поражены, обнаружив, что множество киназ - клеточных сигнальных ферментов - способны взаимодействовать со специфическими липидами. Таким образом, липиды могут оказаться важными регуляторами действия ферментов.

Начать глобальное описание липидома планируется на модели клеток - макрофагов, которые участвуют в иммунных реакциях, а также, как полагают, вовлечены в формирование атеросклеротических бляшек.

Источник новости: The Scientist

Пересказал С. Григорович