Статья подготовлена изданием Лаборант - журнал об аналитической химии. Подписывайтесь так же на наш телеграм-канал о научных новостях Иммунология.
Митохондрии - древние органеллы в клетках млекопитающих, предположительно произошедшие от свободноживущих бактерий. Ученые полагают, что примитивные клетки млекопитающих поглотили эти органеллы для улучшения своего функционирования и выживания. Со временем эти органеллы стали необходимыми для производства энергии в клетках.
Митохондрии известны как "электростанции" клетки благодаря их способности генерировать энергию в форме аденозинтрифосфата (АТФ). Однако митохондрии выполняют различные функции, помогающие клеткам поддерживать ежедневную работу. Среди этих функций - кальциевая сигнализация для межклеточной коммуникации, процессы клеточной дифференцировки и смерти, экспрессия генов и регуляция метаболизма. Нарушение любого из этих процессов может изменить функцию клетки и её способность генерировать необходимую энергию. Метаболизм - это процесс, посредством которого клетки создают энергию из потребляемой пищи. Доступность энергии критически важна для поддержания жизни, поэтому в каждой клетке есть тысячи митохондрий.
Существует множество публикаций о митохондриях и их функциях. Процесс митохондриального метаболизма недавно привлек внимание исследователей из-за его участия во многих патологиях, включая рак. Предыдущие работы показали, что метаболические нарушения приводят к иммунной супрессии и прогрессированию опухоли. В частности, опухолевые клетки изменяют свой метаболизм для быстрой пролиферации и секретируют различные белки, чтобы избежать обнаружения иммунными клетками.
Недавняя публикация в Nature, подготовленная доктором Крейгом Томпсоном и другими, демонстрирует, что потребность в АТФ создает различные субпопуляции митохондрий на основе их метаболического профиля. Томпсон является врачом-ученым и профессором программы биологии рака и генетики в Институте Слоана Кеттеринга при Memorial Sloan Kettering (MSK). Он - признанный ученый, один из первых описавший стимулирующие маркеры на иммунных клетках и определивший генетические процессы, участвующие в клеточной смерти.
Томпсон и его коллеги использовали различные лабораторные методы для изучения метаболической регуляции в клетках. Команда обнаружила, что когда митохондрии имеют ограниченные ресурсы для генерации АТФ, формируется отдельная популяция митохондрий, переключающая фокус клетки с производства АТФ на поддержание клеточных функций. Этот механизм характеризуется экспрессией фермента пирролин-5-карбоксилат синтазы (P5CS). Хотя конкретная роль этого фермента пока неизвестна, команда обнаружила, что эта субпопуляция митохондрий имеет высокий уровень экспрессии P5CS. Форма этих органелл также отличается, они имеют белковые филаменты в середине, где экспрессируется P5CS.
Команда дополнительно исследовала этот механизм в высокоагрессивных раковых клетках и обнаружила, что раковые клетки имеют повышенное количество митохондрий с P5CS. Это объясняет, как опухоли продолжают расти при ограниченном количестве питательных веществ для производства АТФ. Кроме того, улучшенная способность раковых клеток генерировать эти P5CS-положительные митохондрии может также объяснять, как опухоли могут выживать по сравнению со здоровыми иммунными клетками.
Источники:
1. Nature (статья Крейга Томпсона и соавторов)
2. Cancer Biology and Genetics Program
Статья подготовлена изданием Лаборант - журнал об аналитической химии. Подписывайтесь так же на наш телеграм-канал о научных новостях Иммунология.