Новости

28 сентября, 2018 18:28

Ученые из ИТЭБ РАН выяснили причину вспышек активных форм кислорода в митохондриях

В большинстве клеток млекопитающих митохондрии являются основным генератором АТФ, универсального источника энергии для всех биохимических процессов. Нарушения в работе митохондрий могут стать причиной гибели клетки. В связи с этим очень важно понимать, какие факторы могут вызвать перебои в деятельности этих «энергетических фабрик» или их разрушение. Ученым давно известен феномен вспышек продукции активных форм кислорода в митохондриях живых клеток. Возникнув в одной митохондрии, такая вспышка может вызвать повреждение соседних органелл, новые вспышки, и, в конечном итоге, гибель клетки. Исследователи обратили внимание, что если в клетке митохондрии расположены вблизи источника ионов Са2+, например, возле плазматической или саркоплазматической мембраны, то в них вспышка продукции активных форм кислорода более вероятна. Ученые предположили, что вспышка может быть связана с открытием неспецифической поры в митохондриальной мембране (mitochondrial permeability transition pore — мPTP). Однако, до сих пор причина и механизм возникновения вспышек были не ясны. Ученые из Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН (ИТЭБ РАН) при поддержке Российского научного Фонда выяснили возможные причины этого явления. Результаты их исследований были опубликованы в августе в журнале Free Radical Biology and Medicine.
Источник: Northwestern University
«Мы предположили, что возникновение вспышек может контролироваться цитозольными пиридиновыми нуклеотидами, - рассказывает кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории тканевой инженерии Алексей Круглов. - Мы проверили наше предположение, и оказалось, что нуклеотиды, в первую очередь НАДФН, поступающие в митохондрии из цитоплазмы при открывании мPTP, способны вызывать резкое увеличение генерации супероксид аниона и пероксида водорода – ту самую вспышку активных форм кислорода».
Ученые проанализировали возможные причины этого явления и предположили, что в генерации вспышек участвует фермент адренодоксинредуктаза, расположенный в матриксе митохондрий. Ученые заметили интересную особенность: вспышка возникает только тогда, когда при окислении пиридиновых нуклеотидов соотношение их окисленных и восстановленных форм существенно сдвигается в сторону окисленных.

Эти данные позволяют объяснить большую частоту вспышек и их лавинообразное распространение в клетках со сниженным восстановительным статусом — перенесших ишемию и реперфузию или окислительный стресс.

Данная работа является частью большого проекта «Выяснение молекулярной природы внешнего митохондриального нуклеотид-связывающего регулятора неспецифической Са2+-зависимой поры (мРТР) и его роли в защите митохондрий и клеток в патологических условиях». Ученые изучают особенности мРТР для разработки веществ, способных ее регулировать для подавления постишемической клеточной гибели.

Теги
Медицина
17 апреля, 2024
В Сеченовском Университете предложили бороться с вирусными инфекциями, активируя внутриклеточный иммунитет
Новый подход к борьбе с вирусными заболеваниями - за счет активации внутриклеточного иммунитета - пр...
16 апреля, 2024
Здоровые митохондрии помогли замедлить развитие наследственной мышечной дистрофии у мышей
Ученые выяснили, что введение «здоровых» митохондрий в скелетные мышцы смягчает проявления дистрофии...