Вчені розкрили таємницю молекулярної машини мітохондрій

Науковці з Медичного дослідницького центру молекулярної біології мітохондрій Кембриджського університету здійснили проривне відкриття, яке може докорінно змінити наше розуміння клітинної енергетики та лікування низки захворювань. П'ятдесят років після первинного припущення дослідники нарешті розшифрували механізм роботи унікального молекулярного транспортера, що відповідає за переміщення пірувату всередину мітохондрій.

Мітохондрії, які часто називають енергетичними станціями клітини, мають надзвичайно складну внутрішню структуру. Вчені порівнюють роботу цього транспортера з системою шлюзів на каналі: спочатку відчиняються зовнішні ворота, потім вони зачиняються, і відчиняються внутрішні, дозволяючи молекулі пірувату потрапити всередину мітохондрії.

Дослідження, опубліковане у Science Advances, демонструє, як за допомогою кріо-електронної мікроскопії вчені змогли розглянути структуру транспортера в атомарній деталізації, збільшивши зображення приблизно у 165 000 разів. Цей метод дозволив науковцям буквально зазирнути всередину клітинного механізму, який раніше був майже невидимим.

Доктор Сотірія Таволарі, старша наукова співробітниця Кембриджського університету, пояснює фундаментальну важливість цього відкриття: коли цукри розщеплюються всередині клітин, вони утворюють піруват, який потребує транспортування всередину мітохондрій. Саме там відбувається процес, що збільшує виробництво енергії (АТФ) у клітині в 15 разів.

Максиміліан Сіхровскі, аспірант та співавтор дослідження, підкреслює, що розуміння механізму транспортування пірувату відкриває нові горизонти для лікування різноманітних захворювань. Науковці вважають, що цей молекулярний механізм може стати мішенню для розроблення нових препаратів при діабеті, хворобах печінки, хворобі Паркінсона, певних типах раку та навіть при випаданні волосся.

Особливо цікавими є потенційні терапевтичні можливості блокування цього транспортера. У разі жирової хвороби печінки це може змусити організм використовувати накопичені жири, а при деяких типах раку простати — позбавити ракові клітини необхідного їм палива.

Несподіваним напрямком досліджень виявилося вивчення впливу на ріст волосся. Попередні дослідження показали, що блокування транспортера може активізувати процеси метаболізму в клітинах волосяних фолікулів, потенційно сприяючи відновленню волосяного покриву.

Професор Едмунд Кунджі, один з головних дослідників, порівнює дію нових потенційних ліків з «ключем, що застряг у замку». Електронна мікроскопія дозволяє точно побачити, як молекули препаратів можуть блокувати транспортер, змінюючи роботу мітохондрій.

Дослідження стало результатом міжнародної співпраці науковців з Кембриджського університету, Медичного коледжу Вісконсіну, Національних інститутів охорони здоров'я та Вільного університету Брюсселя. Підтримку дослідження надав Медичний дослідницький центр.

Це відкриття демонструє, наскільки складними та водночас витонченими є процеси всередині живих клітин. Кожен крок наукового пізнання наближає нас до розуміння фундаментальних механізмів життя та створення нових ефективних методів лікування.