una dintre cele mai remarcabile descoperiri ale lucrării lui Chen și colab. (4) este demonstrația lor că mecanismul prin care aminoacizii stimulează mTORC1 necesită VPS34 (clasa III PI3K), o enzimă care este implicată în endocitoză și reciclarea veziculelor de la Golgi La suprafață (10). Ce ar putea avea reciclarea veziculelor și Golgi cu activarea mTORC1 pe suprafața lizozomului? O mulțime de studii recente (11, 12) au implicat traficul intracelular cu membrană în procesul prin care unii aminoacizi activează calea mTORC1 (Figura 1). De exemplu, activarea glutaminei mTORC1 nu necesită Gtpaze RAG, în timp ce leucina (11). Alții au descoperit că în celulele cu deficit de RAG, mTORC1 este localizat la Golgi, iar această localizare este dependentă de ARF, un factor ADP-ribozilant critic pentru traficul de vezicule (11). Mai mult, în timp ce adăugarea de glutamină la celulele cu deficit de RAG a provocat translocarea mTORC1 la lizozomi, a durat mult mai mult să se localizeze acolo (11). Studiile anterioare au arătat, de asemenea, că mTORC1 este prezent atât în ER, cât și în rețeaua trans-Golgi (TGN) (13).
cum se orientează proteinele către lizozomi? Hidrolazele lizozomale sunt sintetizate în ER și glicozilate în Golgi, unde dobândesc un ligand manoză-6-fosfat (14). Când hidrolazele lizozomale ajung la TGN, se leagă de receptorii manoză-6-fosfat (M6pr) și se înmugurează în vezicule acoperite cu clatrină, un proces mediat de mai multe proteine adaptoare și facilitat de ARF1. Veziculele se fuzionează apoi cu vezicule endozomale timpurii (EEV) și, în cele din urmă, se deplasează și se fuzionează cu lizozomii, livrând hidrolazele lizozomale la destinația lor finală. Atunci când celulele lipsite de Rag GTPase au fost tratate cu brefeldin, activarea mTORC1 indusă de aminoacizi a fost eliminată, dar brefeldin nu a împiedicat activarea mTORC1 în celulele RAG GTPase suficiente (11). Brefeldin inhibă activarea ARF1, provocând blocarea transportului anterograd de la ER la Golgi. Astfel, activarea mTORC1 necesită un transport normal ER-Golgi. Mai mult, s-a constatat că eliminarea Rab1a, o mică Gtpază implicată în endocitoză, are ca rezultat și blocarea activării mTORC1 de către aminoacizi (12). În timp ce RAB1A era cunoscut anterior doar pentru controlul transportului ER-Golgi, s-a constatat că induce asocierea mTORC1 cu RHEB și RAPTOR, independent de RAG GTPases. Mai mult, eliminarea RAB1A a interferat cu localizarea mTORC1 în Golgi, dar nu și în lizozomi. Mai mult, pierderea RAB1A nu a afectat interacțiunea mTORC1 cu Gtpazele RAG în lizozom (13).
două posibilități apar din aceste noi studii. O posibilitate este că mTORC1 poate fi activ numai atunci când este localizat pe membranele lizozomale, dar poate fi livrat lizozomului din alte membrane intracelulare, cum ar fi TGN, într-o formă inactivă. Cealaltă posibilitate este că mTORC1 poate fi activat, de aminoacizi, de exemplu, atunci când se află pe Golgi sau alte compartimente cu membrană. Este dificil să se concluzioneze într-un fel sau altul pe baza datelor disponibile în prezent, deoarece mTORC1 este prezent în calea secretorie în asociere cu multe dintre proteinele sale de legare/activare (13). Pentru a distinge între aceste posibilități, va fi necesar să se obțină o analiză cinetică atentă a procesului de activare mTORC1. Din câte știu, doar Jewell și colab. (11) au studiat cinetica activării mTORC1. Acest grup a arătat că în celulele RAG-suficiente, glutamina determină localizarea mTORC1 la lizozomi în 50 de minute de la adăugare, în timp ce în celulele cu deficit de RAG, mTORC1 nu se află în lizozom la 50 de minute, dar este prezent la 150 de minute după adăugarea glutaminei. Cu toate acestea, Jewell și colab. nu au identificat compartimentul în care mTORC1 a fost localizat înainte de a ajunge în lizozom și nici nu au determinat dacă mTORC1 a fost activ în acea locație. Va fi important să se arate că glutamina determină localizarea complexului La Golgi și să se determine dacă este activă în acea locație. Interesant este că mTORC1 într-un studiu s-a constatat că se colocalizează cu golgin 97 (13), o proteină despre care se știe că se asociază cu M6PR (15).
astfel, se pare că complexul de activare mTORC1 este încărcat pe TGN după adăugarea de glutamină, probabil în asociere cu SLC38A9, care transportă glutamina (dar nu leucina) (Figura 1). Mai mult, această regiune a Golgi este acidificată de V-ATPază; prin urmare, se va lega probabil de complexul mTORC1, precum și de RAPTOR și RHEB, acesta din urmă fiind deja cunoscut că există în Golgi (16). Acest complex poate fi apoi transportat de vezicule către lizozomi prin autostrada comună bine descrisă luată de M6PR către lizozomi. Întrebarea majoră este dacă mTORC1 este activ în timp ce locuiește pe membranele Golgi sau trebuie să facă trafic către lizozom pentru a deveni activ. Aici, Chen și colab., într–un studiu critic, a constatat că ștergerea Vps34 a blocat activarea mediată de aminoacizi a mTORC1. Care ar putea fi funcția specifică a acestei clase III PI3K în traficul mTORC1? Recent, sa constatat că un inhibitor foarte specific al VPS34 blochează traficul de vezicule de la TGN la lizozom (17). Astfel, se poate specula că mTORC1 nu este activ atunci când este în Golgi, dar poate fi activat numai atunci când ajunge la lizozom. În acest caz, va fi important să se determine ce componentă a complexului este furnizată de lizozomi și este atât de necesară pentru activare.
rinichiul a oferit un model frumos in vivo pentru separarea RTK de căile de aminoacizi. Putem raționaliza în cele din urmă descoperirile antice ale alimentației bogate în proteine cu biologia celulară moleculară modernă; totuși ambele procese sunt mediate de mTORC1.
