Сигнализация стресса из просвета эндоплазматического ретикулума: координация транскрипционного и трансляционного контроля генов

Все эукариотические клетки имеют обширную мембранную лабиринтную сеть разветвлённых трубочек и уплощённых цистерн, называемую эндоплазматическим ретикулумом (ЭР). Приблизительно одна треть всех клеточных белков транслоцируется в просвет ЭР, где происходят посттрансляционная модификация, фолдинг и олигомеризация. ЭР представляет собой уникальный окислительный компартмент для фолдинга мембранных и секреторных белков, предназначенных для клеточной поверхности, а также белков, направляемых в другие внутриклеточные органеллы, такие как лизосомы и аппарат Гольджи. Многие клеточные белки удерживаются в ЭР благодаря механизму, требующему их постоянного везикулярно-опосредованного возврата из компартментов, расположенных после ЭР в составе раннего секреторного пути. Эти белки-резиденты ЭР являются шаперонами и катализаторами фолдинга белков, формирующими матрицу, на которой вновь синтезированные белки приобретают окончательную конформацию. ЭР также является местом синтеза клеточных липидов и стеролов. Кроме того, ЭР представляет собой главную сигнальную органеллу клетки, непрерывно реагирующую на сигналы внешней среды высвобождением кальция. ЭР чрезвычайно чувствителен к нарушениям гомеостаза; под воздействием различных стимулов сигналы передаются от ЭР к цитоплазме и ядру, что в конечном итоге приводит либо к адаптации, обеспечивающей выживание, либо к индукции апоптоза. Немедленная реакция происходит на уровне трансляционного аппарата, тогда как изменения экспрессии генов способствуют длительной адаптации или апоптотической гибели клеток. Недавние данные подтверждают, что эти сигнальные пути влияют на патогенез, связанный с вирусными инфекциями и генетическими заболеваниями. Цель настоящего обзора — обобщить современные представления о разнообразии молекулярных сигнальных механизмов, координирующих сложный ответ на стресс ЭР на трансляционном и транскрипционном уровнях у дрожжей и высших эукариотических клеток.