Как починить митохондрии?

Транспортные РНК (тРНК) обеспечивают доставку аминокислот для синтеза молекул белков в рибосомах. Дефекты или отсутствие тРНК, кодируемых митохондриальными генами, приводят к нарушению синтеза белков, входящих в состав митохондрий – клеточных органелл, осуществляющих синтез энергии, что приводит к нарушению энергетического баланса клетки.

Считается, что дефекты тРНК лежат в основе примерно 60% заболеваний, связанных с нарушениями функционирования митохондрий, в том числе диабета, глухоты и ряда неврологических расстройств, развивающимися в зависимости от того, клетки какого типа поражены.

Митохондрии покрыты собственной мембраной, что значительно затрудняет их изучение.

(На рисунке – электронный микроснимок единичной митохондрии, на котором видно, как организована структура ее белкового матрикса и внутренней мембраны.)

Согласно результатам более ранних работ, у низших организмов, таких как простейшие, дрожжи и растения, тРНК могут быть импортированы в митохондрии из цитоплазмы клетки. Однако ученые государственного университета штата Огайо, работающие под руководством доктора Хуана Альфонцо (Juan Alfonzo), продемонстрировали существование этого механизма у млекопитающих сначала на клетках крысиной печени, а впоследствии и на клетках человека. По словам авторов, было весьма неожиданно обнаружить такой примитивный, характерный для простейших организмов механизм в клетках человека.

Авторы считают, что это открытие расширяет терапевтические возможности, заключающиеся во введении нормальных тРНК в дефектные митохондрии пациентов с целью исправления нарушений. Однако они подчеркивают, что на сегодняшний день им удалось выявить только существование импорта тРНК, а механизмы этого процесса пока неизвестны.

Ранее специалисты, считавшие, что импорт митохондриальных тРНК в клетках млекопитающих невозможен, лелеяли планы по тестированию возможности использования механизмов, характерных для клеток простейших и дрожжей, для манипуляций с важными процессами в клетках человека. Однако оказалось, что задача заключается в изучении механизмов и белков, задействованных в импорте тРНК в клетках человека.

Одна из важных для этого процесса молекул уже идентифицирована – это аденозин-5-трифосфат (АТФ) – соединение, играющее важную роль в энергетическом транспорте клетки. Авторы продемонстрировали роль АТФ в импорте тРНК на клетках пациента с редкой наследственной формой эпилепсии – синдромом MERRF (миоклонус-эпилепсия, феномен рваных красных волокон). Это заболевание вызывается мутацией митохондриальной ДНК, ведущей к сильному снижению способности митохондрий синтезировать АТФ, что, в свою очередь нарушает импорт тРНК в митохондрии пациентов.

Введение АТФ в митохондрии клеток таких пациентов восстанавливает нормальный процесс импорта тРНК из цитоплазмы в митохондрии. Авторы подчеркивают, что в эксперименте использовали клетки конкретного пациента, что является доводом в пользу продолжения работы в этом направлении, поскольку методика, если она будет доведена до клинического применения, не потребует введения чужеродных веществ, полученных из других организмов.

Портал «Вечная молодость» www.vechnayamolodost.ru по материалам ScienceDaily

27.06.2008