Митохондрии: энергетические станции клетки и ключ к старению

Митохондрии – особые органеллы клетки, ответственные за продукцию энергии и энергетический обмен. Исследователи из Университета Гётеборга (University of Gothenburg, Швеция) выделили и описали группу митохондриальных белков, дефицит которых приводит к стабилизации генома, продлевая таким образом жизнь клетки. Ученые надеются, что таким образом можно будет продлить жизнь всего организма.

Некоторые теории старения предполагают, что митохондрии могут играть важную роль в процессе старения за счет того, что обладают собственной ДНК. Помимо снабжения клетки необходимой энергией, митохондрии выделяют целый ряд токсичных для клетки побочных продуктов – свободных радикалов кислорода, которые повреждают самые разные компоненты клетки. В конце концов повреждений накапливается так много, что клетки больше не могут выполнять свои функции, и начинается процесс старения организма. Однако это остается лишь теорией. В нескольких исследованиях действительно было показано, что определенные нарушения работы митохондрий могут замедлить процесс старения, по крайней мере у таких организмов, как грибы, черви и насекомые. Механизм, лежащий в основе этого феномена, до сих пор не выяснен.

В новом исследовании шведских ученых, результаты которого были опубликованы в журнале Molecular Cell, была обнаружена целая группа митохондриальных белков, участвующих в регуляции процесса старения клетки. Исследование было проведено на клетках пекарских дрожжей. Ученые выяснили, что группа белков под названием MTC-протеины, которые необходимы для синтеза митохондриальных белков, имеют также и другие функции, в числе которых – влияние на стабильность генома и на процессы удаления из клетки поврежденных или токсичных белков и продуктов метаболизма.

«Когда какой-нибудь белок из семейства MTC отсутствует в клетке по причине мутации соответствующего гена, другие белки этого семейства приобретают новые функции. Они начинают способствовать стабилизации генома и препятствовать повреждению других белков в клетке, что приводит к увеличению продолжительности жизни клетки, - говорит руководитель исследования Томас Нистрём (Thomas Nyström), - Данное исследование также показало, что в регуляции MTC-протеинами процесса старения задействованы те же молекулярные пути, которые участвуют в так называемой рестрикции (ограничении) калорий, которая продлевает жизнь многим организмам, включая дрожжи, мышей и приматов. Некоторые из MTC-протеинов, описанных в этой работе, также могут быть обнаружены в клетках человека, в связи с чем возникает вопрос, выполняют ли они у человека аналогичные функции, что и у других организмов. Возможно, влияя на активность MTC-протеинов, мы сможем замедлить развитие заболеваний, связанных со старением организма и дестабилизацией генома. К таким заболеваниям относятся рак, болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона и многие другие. На данный момент все это – только гипотезы, и механизм участия MTC-протеинов в процессе старения остается вопросом, на который нам предстоит ответить».

По материалам:
University of Gothenburg

Оригинальная статья:
Antonio Caballero, Ana Ugidos, Beidong Liu, David Öling, Kristian Kvint, Xinxin Hao, Cora Mignat, Laurence Nachin, Mikael Molin, Thomas Nyström. Absence of Mitochondrial Translation Control Proteins Extends Life Span by Activating Sirtuin-Dependent Silencing. Molecular Cell, 2011; 42 (3): 390 DOI: 10.1016/j.molcel.2011.03.021