Control regulado por nutrientes de la función de los lisosomas mediante la conversión de señales de lípidos

Área de la Ciencia:

• Biología celular
• Biología molecular
• La bioquímica

Sus antecedentes:

• Los lisosomas tienen una doble función: señalización de crecimiento anabólico y rotación de macromoléculas catabólicas.
• La regulación de estas funciones lisosómicas opuestas por el estado de los nutrientes es poco conocida.
• Comprender la regulación de los lisosomas es clave para la adaptación celular y la señalización metabólica.

Objetivo del estudio:

• Investigar los mecanismos reguladores que controlan la morfología y función de los lisosomas en respuesta a la disponibilidad de nutrientes.
• Aclarar el papel de los lípidos de señalización en la mediación de las actividades anabólicas y catabólicas asociadas a los lisosomas.
• Para entender cómo los lisosomas cambian entre estados de señalización y degradados.

Principales métodos:

• Investigó la morfología y la motilidad de los lisosomas utilizando imágenes de células vivas.
• Los cambios en la superficie lisosómica del proteoma analizados en respuesta a la privación de nutrientes.
• Estudió el metabolismo de los fosfoinosítidos, específicamente PI(4) P y PI(3) P, en los lisosomas.
• Se evaluó el impacto de la interferencia con el interruptor lipídico PI(3) P/PI(4) P en las respuestas adaptativas celulares.

Principales resultados:

• La morfología y la función de los lisosomas se controlan de manera reversible mediante un interruptor lipídico regulado por nutrientes.
• El hambre induce la conversión de los lisosomas periféricos móviles de señalización mTORC1 en lisosomas degradativos estáticos agrupados en el centro celular.
• El metabolismo del fosfatidilinositol 4-fosfato (PI(4) P remodela la superficie lisosómica, promoviendo la proteólisis y reprimiendo la señalización de mTORC1.
• El fosfatidilinositol 3-fosfato lisosomal (PI(3) se elimina durante el hambre, lo que se correlaciona con la pérdida de motilidad y señalización.

Conclusiones:

• El metabolismo lisosomal de los fosfoinosítidos es crítico para recablear la dinámica de la membrana organellar.
• Un interruptor lipídico PI(3) P/PI(4) P controla el reposicionamiento y la función del lisosoma en función del estado de los nutrientes.
• Este mecanismo es esencial para las respuestas celulares adaptativas a los entornos de nutrientes cambiantes.