クラスリン非依存性エンドサイトーシスを介して細胞に入る新しい貨物タンパク質の発見

クラスリン非依存性エンドサイトーシス（CIE）により、主要組織適合性複合体クラスIタンパク質（MHCI）などのクラスリンターゲティング配列を欠く血漿膜タンパク質の内在化が細胞に内在化されます。内在化後、MHCIを含む小胞は、クラスリン依存性エンドサイトーシスから生成されたトランスフリンを含むエンドソームと融合します。HeLa細胞では、MHCIはその後、後期エンドソームにルーティングされるか、特徴的な尿細管キャリアの原形質膜（PM）にリサイクルされます。ARF6は、CIE貨物を運ぶエンドソーム膜とARF6の活性型の発現に関連しているため、エンドサイトーシスの直後にCIE貨物を閉じ込める液胞構造の生成につながり、トランスフリンを含むエンドソームとの収束をブロックします。これらの閉じ込められた液胞構造を分離し、質量分析によりタンパク質組成を分析しました。ここでは、CIEを使用して細胞に入るためにCIEを使用する6つの新しい内因性貨物タンパク質（CD44、CD55、CD98、CD147、GLUT1、およびICAM1）を特定して検証します。CD55とGLUT1は、MHCIの人身売買に密接に平行に見えるように見え、リサイクル尿細管に入る前にトランスフリンエンドソームと融合します。対照的に、CD44、CD98、およびCD147は、リサイクル尿細管に直接入り、EEA1陽性のトランスフェリン含有エンドソームとマージをバイパスするようです。この異なる旅程は、このCIE経路に沿って選別が発生する可能性があることを示唆しています。さらに、新しい貨物タンパク質の同定は、さまざまな細胞タイプや組織でCIEを研究する他の人を支援します。

Clathrin-independent endocytosis (CIE) allows internalization of plasma membrane proteins lacking clathrin-targeting sequences, such as the major histocompatibility complex class I protein (MHCI), into cells. After internalization, vesicles containing MHCI fuse with transferrin-containing endosomes generated from clathrin-dependent endocytosis. In HeLa cells, MHCI is subsequently routed to late endosomes or recycled back out to the plasma membrane (PM) in distinctive tubular carriers. Arf6 is associated with endosomal membranes carrying CIE cargo and expression of an active form of Arf6 leads to the generation of vacuolar structures that trap CIE cargo immediately after endocytosis, blocking the convergence with transferrin-containing endosomes. We isolated these trapped vacuolar structures and analyzed their protein composition by mass spectrometry. Here we identify and validate six new endogenous cargo proteins (CD44, CD55, CD98, CD147, Glut1, and ICAM1) that use CIE to enter cells. CD55 and Glut1 appear to closely parallel the trafficking of MHCI, merging with transferrin endosomes before entering the recycling tubules. In contrast, CD44, CD98, and CD147 appear to directly enter the recycling tubules and by-pass the merge with EEA1-positive, transferrin-containing endosomes. This divergent itinerary suggests that sorting may occur along this CIE pathway. Furthermore, the identification of new cargo proteins will assist others studying CIE in different cell types and tissues.