Митохондрии, часто называемые «энергетическими станциями» клетки, играют ключевую роль в производстве АТФ, основного источника клеточной энергии. Однако их функции не ограничиваются только этим. Последние исследования показали, что митохондрии также контролируют синтез клеточных строительных блоков, необходимых для роста и деления клеток.
Митохондрии: Интриги энергетического метаболизма и клеточного выживания
В условиях стресса, когда питательных веществ недостаточно, митохондрии сталкиваются с дилеммой: продолжать производить АТФ или переключиться на производство строительных блоков. Доктор Крейг Томпсон и его коллеги из Института Слоана Кеттеринга выяснили, что митохондрии способны формировать отдельные субпопуляции, специализирующиеся на каждой из этих функций.
Ключевым ферментом, регулирующим этот процесс, является P5CS. В стрессовых условиях P5CS объединяется в длинные нити, которые присутствуют только в одной субпопуляции митохондрий. Эти нити способствуют образованию сложных структур, необходимых для производства АТФ, в то время как в другой субпопуляции они отсутствуют, что способствует синтезу строительных блоков.
Процесс слияния и деления митохондрий оказался не только важным для переработки поврежденных компонентов, но и необходимым для разделения нитей P5CS. Это открытие подчеркивает высокую динамичность митохондрий и их способность адаптироваться к изменяющимся условиям.
Митохондриальные изменения, наблюдаемые в раковых клетках, способствуют их выживанию в стрессовых условиях. Доктор Томпсон и его команда обнаружили, что в опухолях развиваются отдельные субпопуляции митохондрий, что может способствовать метастазированию и прогрессированию рака.
Понимание динамики митохондрий может иметь важное значение для разработки новых методов лечения рака и восстановления тканей с возрастом. Исследования в этой области продолжаются, открывая новые горизонты в понимании клеточной биологии и медицины.
Литература
Craig Thompson, Cellular ATP demand creates metabolically distinct subpopulations of mitochondria, Nature (2024). DOI: 10.1038/s41586-024-08146-w. www.nature.com/articles/s41586-024-08146-w
Руководитель Отдела организации клинических исследований, врач-онколог, уролог в АО «СЗЦДМ» (г. Санкт-Петербург), редактор и автор статей
