حول ESCRT في إطلاق الإكسوسوم/EV

يشرح هذا المقال بروتينات ESCRT (endosomal sorting complexes required for transport) المشاركة في إطلاق الحويصلات خارج الخلوية (EV).

يعتمد تكوّن الإكسوسوم/EV وإطلاقه على بنى تُسمى الجسيمات الداخلية تنشأ داخل بعض الخلايا. وداخل الجسيم الداخلي، تعمل مجموعة محددة من البروتينات تُعرف ببروتينات ESCRT. وتُعد ESCRT مهمة للتحكم في عمليات تكوين الحويصلة، والفرز الانتقائي للبروتينات، وإطلاق الحويصلة. ولذلك تمسك بروتينات ESCRT بمفتاح التواصل بين الخلايا، ويمكن أن يكون لها تأثير كبير على الحالات الفسيولوجية والمرضية للخلايا.

تؤدي هذه البروتينات العمل اللازم لضمان احتواء الإكسوسوم/EV على المكوّنات المناسبة، ولإرسالها بدقة من الجسيم الداخلي إلى الفضاء خارج الخلوي. تتألف هذه العملية من سلسلة من الخطوات الجزيئية، وتشارك فيها مجمّعات ESCRT مختلفة (ESCRT-0، I، II، III).

1. اختيار البروتينات المُيوبكوتنة: مع نضج الجسيم الداخلي، تتجمّع البروتينات المُيوبكوتنة المنقولة من مواضع مختلفة في الخلية على غشاء الجسيم الداخلي. وتشير اليوبكوتنة إلى العملية الكيميائية الحيوية التي يرتبط فيها بروتين صغير يُسمى اليوبكوتين بأحد البروتينات. واليوبكوتين بروتين مكوّن من 76 حمضاً أمينياً وهو موجود في جميع الخلايا حقيقية النواة. وتسير عملية اليوبكوتنة على النحو التالي: التنشيط: ينشّط إنزيم تنشيط اليوبكوتين (E1) اليوبكوتين بوجود ATP. الاقتران: يتلقى إنزيم اقتران اليوبكوتين (E2) اليوبكوتين المُنشَّط. الربط: يتلقى ليغاز اليوبكوتين (E3) اليوبكوتين من E2 ويربط اليوبكوتين ببروتين هدف محدد. وتؤدي البروتينات المُيوبكوتنة دوراً مهماً في تكوين الحويصلات داخل اللمعة. والحويصلات داخل اللمعة (Intraluminal Vesicles، ILVs) هي بنى صغيرة تشبه الفقاعات توجد داخل الجسيم الداخلي. وهي تتكوّن داخل البنية الخلوية المعروفة بالجسيم الداخلي.
2. عمل ESCRT-0: هنا يعمل مجمّع ESCRT-0. يرتبط ESCRT-0 على نحو نوعي بالبروتينات المُيوبكوتنة ويحدّد الموضع (النطاق) على غشاء الجسيم الداخلي حيث يبدأ تكوين الحويصلة.
3. بدء انحناء الغشاء: بفعل ESCRT-0، يؤدي وجود البروتينات المُيوبكوتنة المتجمّعة في نطاق محدد إلى بدء انحناء غشاء الجسيم الداخلي نحو الداخل. وهذه هي المرحلة المبكرة لتكوين الحويصلة داخل اللمعة.
4. عمل ESCRT-I وESCRT-II: بعد ذلك، يتدخّل مجمّعا ESCRT-I وESCRT-II، فيعمّقان انحناء الغشاء أكثر ويكوّنان “برعماً” تبرز فيه الحويصلة داخل لمعة الجسيم الداخلي. ويزيد هذان المجمّعان من تشوّه الغشاء ويساعدان في تكوين الحويصلة.
5. مجمّع ESCRT-III: أخيراً، يرتبط ESCRT-III ويدعم تكوين الحويصلة الكاملة وفصلها. يعمل هذا المجمّع على ثني الغشاء وإغلاقه، فتُفصَل الحويصلة بالكامل داخل لمعة الجسيم الداخلي.

وهكذا تشارك بروتينات ESCRT في جميع مراحل عملية توليد EV وإطلاقها من الجسيم الداخلي، مما يتيح تواصلاً ونقلاً دقيقين للمواد داخل الخلية. وتُعد هذه العمليات بالغة الأهمية لبقاء الخلية ونموها وتمايزها، وعند حدوث خلل فيها قد تتسبب في أمراض.