Tyrimas atskleidė, kad mitochondrijos tiesiogiai jungiasi prie branduolio

Dešimtmečius biologai manė, kad mitochondrijų pagaminta energija tiesiog difunduoja per visą ląstelę, kol pasiekia vietą, kur jos reikia. Birželio 10 d. žurnale „Nature“ paskelbtas tyrimas apverčia šį modelį aukštyn kojomis, atskleisdamas, kad mitochondrijos fiziškai jungiasi prie branduolio per jo poras, nutiesdamos tarsi privatų elektros laidą į ląstelės valdymo centrą.eurekalert+2

Specialus energijos kabelis

Tarptautinė komanda, kuriai vadovavo Arizonos universiteto medicinos docentas Ivanas Menéndezas-Montesas ir universiteto „Sarver“ širdies centro direktorius bei Ispanijos nacionalinio širdies ir kraujagyslių tyrimų centro (CNIC) grupės vadovas Heshamas A. Sadekas, naudodama pažangią mikroskopiją, proteomiką, genų inžineriją ir gyvūnų modelius, parodė, kad mitochondrijos prisitvirtina prie branduolio porų kompleksų per tiesioginę mitochondrijų baltymo VDAC1 ir branduolio poros baltymo RANBP2 sąveiką.heart.arizona+2

Šis fizinis ryšys nukreipia energijos turinčias molekules, įskaitant ATP, tiesiai į branduolį, palaikydamas genų reguliavimą, chromatino pertvarkymą, transkripciją ir ląstelių diferenciaciją. „Mitochondrijos ir branduolys taip susiderino, kad sukūrė sistemą, kurioje branduolys gauna savo išskirtinę energijos tiekimo paslaugą“, – teigė tyrėjai CNIC pranešime.nature+1

Pasyvios difuzijos paneigimas

Šios išvados meta iššūkį ilgalaikiam požiūriui, kad mitochondrijų produktai laisvai difunduoja per citoplazmą prieš pasiekdami branduolį. Vietoj to, tyrimas nustato, kad branduolys gauna energiją per tiesioginį fizinį kontaktą – mechanizmą, kurį autoriai apibūdina kaip naują paradigmą ląstelių biologijoje.eurekalert+1

Papildomame „Nature“ komentare pažymima, kad ši sąveika „palengvina tiesioginį energiją nešančių metabolitų molekulių perdavimą, kad būtų palaikomas energiją vartojantis ląstelių diferenciacijos procesas, kuris yra itin svarbus embriono vystymuisi“.nature

Poveikis ligoms ir medicinai

Atskleidžiant, kaip branduolys užsitikrina energijos tiekimą, šis atradimas atveria tyrimų kelius įvairiose srityse. Tyrėjai teigia, kad supratimas, kaip valdomi šie mitochondrijų ir branduolio ryšiai, gali pakeisti darbą širdies ir kraujagyslių ligų, vėžio, senėjimo ir regeneracinės medicinos srityse – potencialiai paaiškinant, kaip formuojasi širdis, kaip įsitvirtina ligos ir kaip ląstelės sensta.cnic+2