Ученые химического факультета, факультета фундаментальной медицины, Института функциональной геномики МГУ имени М.В. Ломоносова и НИИ физико-химической инженерии имени Белозерского МГУ с коллегами изучили влияние белка миторегулина на важные процессы в клетках организмов мышей. Полученные результаты станут опорной точкой в исследовании функционирования энергетической фабрики клетки – митохондрии – и приблизят понимание наследственных заболеваний человека. Это одна из задач, реализуемых при помощи мегагранта в рамках нацпроекта «Наука и университеты». Работа опубликована в журнале Biochimie.
Все живые существа состоят из клеток, которые можно назвать прототипами целого организма. В них, также как и в теле человека или животного, есть компоненты, отвечающие за переваривание продуктов, образование энергии, защиту клетки. Но если при боли в желудке мы всегда можем обратиться к врачу, то с клетками все не так просто: когда что-то ломается внутри них, это может повлечь за собой изменения в работе всех жизненно важных органов: сердца, мозга, почек и печени.
Митохондрия – одна из органелл клетки, которая играет важную роль в жизни многоклеточных организмов. Это энергетическая станция клетки, она окисляет различные соединения (в том числе жирные кислоты) и использует образующуюся энергию для синтеза АТФ – универсального источника энергии для большинства биохимических процессов в живом организме. Митохондрии имеют свою ДНК, которая наследуется по материнской линии. Поэтому если в работе митохондрии происходит какой-то сбой, клетки «сломаются» у следующего поколения уже на этапе зародыша.
Впервые митохондриальные болезни обнаружили в 1988 году. Сейчас насчитываются уже сотни мутаций генов – фрагментов ДНК, – приводящих к нарушениям энергетических функций в организмах людей и животных. Каждый ген содержит информацию об одном из белков, которые производит клетка. Один из таких белков – миторегулин – ученые открыли совсем недавно, и его роль в клетке и организме остается предметом споров. Известно, что этот пептид взаимодействует с ферментом, отвечающим за удлинение, насыщение жирных кислот и биосинтез холестерина. Но что произойдет, если ген миторегулина «выключится»?
На этот вопрос ответили ученые МГУ. Ученые «выключили» ген миторегулина в организме мышей, а затем наблюдали за изменениями состава сыворотки крови. Оказалось, что белок влияет не только на единичные процессы в клетке: «Мы выяснили, что мыши с инактивированным геном миторегулина накапливают жировую ткань на жирной диете гораздо эффективнее, чем это делают мыши без изменений в генотипе. Также мы заметили, что состав метаболитов крови у мышей без миторегулина существенно изменился – это говорит об изменениях или поломке в процессах обмена веществ, – рассказывает один из авторов работы, профессор кафедры химии природных соединений химического факультета и директор Института функциональной геномики МГУ Петр Сергиев. – Отсюда мы можем сделать вывод, что у мышей с направленно измененным геномом («выключенным» геном миторегулина) снижена функциональная активность митохондрий, и они могут служить моделью митохондриальных патологий человека».
В исследовании также приняли участие сотрудники Медико-генетического научного центра имени академика Н.П. Бочкова, Сколтеха и других российских научных организаций.
Фото: Юлия Чернова/пресс-служба химического факультета МГУ.