חוקרי ג'נליה חשפו דרך חדשה שבה שניים מהמבנים בתוך התאים – הרשת האנדופלזמית (ER) וליזוזומים – מתאמים את ייצור החלבונים, והדגישו כיצד אינטראקציות בין אברונים חשובות לוויסות תהליכים תאיים.
בתוך כל תא איקריוטי מסתתרת רשת עצומה ודינמית המכונה ER. המתמתח דרך הציטופלזמה, הרצף המסובך הזה של צינוריות, צמתים ויריעות בור הוא לא פיגום פסיבי אלא מרכז של פעילות ביו-סינתטית. משטחי ה-ER פועמים עם ריבוזומים-מבנים מולקולריים שמתרגמים mRNAs המקודדים לחלבוני הפרשה וממברנה, המייצגים ביחד כמעט שליש מהפרוטאום האנושי.
בניגוד ל-mRNA בציטופלזמה של התא, ה-mRNA של הפרשתם חייבים לתאם תרגום, טרנסלוקציה וקיפול בזמן אמת. ברגע שההתארכות מדשדשת או מתחילה קיפול שגוי, התא מגיב במהירות, מפעיל מסלולי לחץ שמעצבים מחדש את התרגום.
מורכבות זו הובילה מדענים לתהות אם ER עשוי להיות מכוון ארכיטקטונית כדי לאפשר דיוק כזה.
כעת, חוקרי ג'נליה בראשות Heejun Choi, מדען מחקר במעבדת Lippincott-Schwartz, הביאו את הרעיון הזה למוקד.
על ידי מעקב אחר mRNA של הפרשה בודדים בתאים חיים באמצעות הדמיה של מולקולה אחת, החוקרים גילו שהתרגום רחוק מלהיות אקראי. במקום זאת, זה התרחש בתת-דומיינים נבחרים של ER. אלה סומנו על ידי החלבון Lunapark, המייצב את צומת ה-ER היכן שהאבובים נפגשים, ובטריטוריות הסמוכות לליזוזומים-אברונים תאיים האוגרים ומשחררים חומצות אמינו המרכיבות חלבונים.
המחקר החדש מצא שכאשר לונהפארק היה מדולדל, נקודות חמות תרגום אלו דעכו, הריבוזומים התפזרו וסינתזת החלבון דעכה. למרבה הפלא, הם מצאו שהתרגום שוחזר על ידי ISRIB, אשר מעכב עצירת תרגום שנגרם כתוצאה מלחץ באמצעות מסלול eIF2, מה שרומז שהשפעתו של לונפארק פועלת באמצעות מנגנון רגיש ללחץ.
עוד יותר בלתי צפויה הייתה תרומתם של הליזוזומים. במהלך הרעבה של חומצות אמינו, פעילות התרגום ליד ליזוזומים התגברה, כאילו אותות ליזוזומליים מגבירים באופן מקומי את סינתזת החלבון. נטרול החומציות הליזוזומלית ביטל את הזינוק הזה, וחשף שלאברון יש השפעה רגולטורית על תרגום ER קרוב.
יחד, תצפיות אלה חושפות שותפות חדשה ומכווננת היטב בין ה-ER לליזוזומים, המקשרת חישת חומרי תזונה ואיתות מתח ישירות לאתרים של ביוגנזה של חלבון. בתפיסה זו, העיצוב של Lunapark של צומת ER והאות המטבולי של ליזוזומים משתלבים לכוריאוגרפיה מתי והיכן נוצרים חלבוני הפרשה וממברנה.
