Недавно в журнале Molecular Biomedicine вышла обзорная статья профессора Хуань Ду и доктора Ся Пэн из Стоматологического университета Капитала.

В ней авторы собрали все самое важное о лактилировании лизина (Kla) — новом типе модификации белков, который связывает обмен веществ в клетке с работой генов и функциями белков.

Лактилирование лизина (Kla) — это химическая модификация, при которой к аминокислоте лизину в белке присоединяется остаток молочной кислоты. Это меняет структуру и функцию белка, влияя на процессы в клетке — от включения генов до гибели при стрессе.

Открытое в 2019 году, Kla меняет не только гистоны (белки, упаковывающие ДНК), но и множество других белков.

Эти изменения влияют на воспаление, восстановление ДНК, метаболизм раковых клеток и иммунные сигналы.

Раньше ученые изучали в основном гистоновое лактилирование, но теперь стало ясно: модификация негистоновых белков не менее важна.

В этом обзоре впервые системно разобрали, как Kla работает вне хроматина, какие у него механизмы и как это можно использовать в медицине.

Мы хотели показать, что Kla — это не только про гистоны, но и про другие белки, — говорят авторы. — Это перспективное направление в эпигенетике, иммунологии и онкологии.

Гистоновое Kla (например, на участках H3K18la, H3K23la и H4K12la) участвует в развитии эмбриона, иммунных реакциях, перестройке метаболизма и росте опухолей. Например, H3K18la влияет на поведение макрофагов, развитие легочной гипертензии и образование сосудов в раковых тканях. А H4K12la связан с созреванием яйцеклеток, заживлением тканей и размножением опухолевых клеток.

Но самое интересное — Kla меняет работу негистоновых белков. Вот несколько примеров:

• Автофагия  (клетка «переваривает» ненужные части) — зависит от Vps34-Kla.
• Ферроптоз  (железозависимая гибель клеток) — регулируется Tau-Kla.
• Иммунный ответ — на него влияют RIG-I-Kla и BCAP-Kla.

Kla может возникать как с помощью ферментов, так и без них. В обзоре перечислены основные «писатели», „ластики“ и „читатели“ Kla, а также ключевые ферменты, например ACSS2 и GTPSCS.

Раньше Kla изучали в основном в контексте рака, но теперь ясно: оно важно и при болезнях сердца, сепсисе, нейродегенерации.

Наша работа — это отправная точка для новых исследований, — говорит Ду.

Этот обзор помогает понять, как метаболизм управляет клеткой через модификацию белков. Если научиться контролировать Kla, можно:

• Замедлить рост опухолей — например, блокируя H3K18la в раковых клетках.
• Регулировать иммунитет — усилив или ослабив воспаление через BCAP-Kla.
• Защитить нейроны — воздействуя на Tau-Kla при болезни Альцгеймера.
• Улучшить заживление тканей — через управление H4K12la.

Авторы не уделили достаточно внимания техническим сложностям изучения Kla. Например, его трудно отличить от других модификаций лизина (ацетилирования, метилирования). Кроме того, большинство данных получено in vitro или на мышах — как это работает в организме человека, еще предстоит проверить.

Ранее ученые сообщили,что раскрытые тайны ДНК помогут понять, что вызывает рак.