Митохондрии, выполняющие роль электростанций и накопителей энергии, являются важными компонентами почти всех клеток растений, грибов и животных. До настоящего времени предполагалось, что эти функции лежат в основе статической структуры митохондриальных мембран. Исследователи из Университета им. Генриха Гейне в Дюссельдорфе (HHU - Heinrich Heine University) и Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA - University of California Los Angeles) при поддержке Центра перспективных изображений (CAi - Center for Advanced Imaging) HHU обнаружили, что внутренние мембраны митохондрий отнюдь не статичны.
Правильнее будет сказать, что митохондрии в живых клетках постоянно меняют свою структуру каждые несколько секунд. Этот процесс динамической адаптации еще больше повышает производительность наших «клеточных электростанций».
«По нашему мнению это открытие в корне меняет взгляд на работу «клеточных электростанций» и, вероятно, изменит учебники», - говорит профессор Андреас Райхерт из Институт биохимии и молекулярной биологии при HHU.
Функции митохондрии
Митохондрии являются чрезвычайно важными компонентами в клетках, выполняющими жизненно важные функции, включая регулируемое преобразование энергии из пищи в химическую энергию в форме АТФ. АТФ - это энергетическая «валюта» клеток, и взрослый человек производит (и потребляет) примерно 75 кг АТФ в день. Одна молекула АТФ воспроизводится около 20000 раз в день, а затем снова потребляется для использования энергии. Этот огромный синтез происходит во внутренней мембране митохондрий, которая имеет многочисленные складки, называемые кристами. Ранее предполагалось, что специфическая статическая структура крист обеспечивает синтез АТФ. В какой степени мембрана крист способна динамически адаптироваться или изменять свою структуру в живых клетках и какие белки необходимы для этого, неизвестно.
Комплекс MICOS
Исследовательская группа впервые продемонстрировала, что в митохондриях мембраны крист в живых клетках непрерывно динамически изменяют свою структуру в течение нескольких секунд. Это показало, что динамика мембран крист требует нового белкового комплекса - MICOS. Неисправности комплекса MICOS могут привести к различным серьезным заболеваниям, таким как болезнь Паркинсона и форме митохондриальной энцефалопатии с повреждением печени. После идентификации первого белкового компонента этого комплекса (Fcj1/Mic60) около десяти лет назад, профессор Андреаса Райхерта и его исследовательская группа совершили ещё один важный шаг для выяснения функции комплекса MICOS.
«Наши опубликованные наблюдения приводят к модели, согласно которой кристы после деления мембраны могут существовать в течение короткого времени в виде изолированных везикул в митохондриях, а затем вновь сливаться с внутренней мембраной. Это обеспечивает оптимальную и чрезвычайно быструю адаптацию к энергетическим потребностям в клетке», - сообщил профессор Андреас Райхерт.
Источник:
Arun Kumar Kondadi, Ruchika Anand, Sebastian Hänsch, Jennifer Urbach, Thomas Zobel, Dane M Wolf, Mayuko Segawa, Marc Liesa, Orian S Shirihai, Stefanie Weidtkamp‐Peters, Andreas S Reichert. Cristae undergo continuous cycles of membrane remodelling in a MICOS ‐dependent manner. EMBO reports, 2020; DOI: 10.15252/embr.201949776
Возможность Вечности - информация о научных достижениях в области продления и улучшения качества жизни.