Мітохондрії в людських клітинах розігрілися до 50 градусів


Акції та знижки відомих брендів
 

Акції та знижки відомих брендів! Детальніше...


Мітохондрії в зображенні художника

Odra Noel, Wellcome Images

Дослідники виміряли температуру працюючої мітохондрії і виявили, що в процесі клітинного дихання органела розігрівається майже до 50 градусів. У роботі, опублікованій в журналі PLOS Biology, вчені також показали термостабільність ферментів, пов’язаних з мітохондріальної мембраною.

Мітохондрії окислюють органічні речовини і запасають вивільнену енергію у вигляді АТФ – універсальної «енергетичної валюти» клітини, однак більша частина енергії при цьому розсіюється в тепло. Термогенез також є важливою функцією мітохондрій – наприклад, клітини бурого жиру, необхідного для підтримки температури тіла немовлят і тварин під час сплячки, містять дуже багато мітохондрій.

На внутрішній мембрані мітохондрій зосереджені комплекси ферментів, які забезпечують окислення субстратів, утворення на мембрані електрохімічного градієнта і, в кінцевому підсумку, синтез АТФ. Ці комплекси утворюють так званий дихальний (електротранспортний) ланцюг.

Дослідники з Паризького університету за допомогою термочутливого флуоресцентного барвника MitoThermo Yellow виміряли температуру працюючої на повну потужність мітохондрії в клітинній культурі людини HEK293 і первинній культурі фібробластів шкіри. Виявилося, що в фізіологічних умовах органела «розігрівається» на 7-12 градусів вище температури середовища, яка становила 38 градусів Цельсія. Таким чином, фізіологічний оптимум роботи мітохондрії становить близько 50 градусів.

Температуру органел опосередковано визначали по флуоресценції барвника, яка лінійно падає при нагріванні. Дослідники підтвердили, що розігрів в нормі пов’язаний саме з роботою дихального ланцюга: речовини пригнічуючі його активність, такі як ціанід і олігоміцин, привели до посилення флуоресценції барвника. Додаткова експресія в клітинах «білків термогенезу», наприклад UCP1, навпаки, призвела до ще більшого падіння флуоресценції, тобто нагрівання мітохондрій.

Зазвичай організми не можуть довго функціонувати при підвищеній температурі в зв’язку з денатурацією ферментів при температурі вище 40 градусів. Проте, існує безліч організмів-термофілів, які мешкають в середовищі з температурою до 90 градусів Цельсія. Таким чином, в природі існують ферменти, оптимум роботи яких зміщений вище 37 градусів.

Автори роботи виміряли температурний оптимум декількох ферментів електротранспортного ланцюга, зокрема, цитохром С редуктаз, і підтвердили, що він дорівнює приблизно 50 градусам, значить розігрівання мітохондрії цілком можливе без втрати їхньої активності.

Самі автори стверджують, що їхнє відкриття досить дивне, і закликають колег перевірити висновки роботи самостійно. Хоча вчені постаралися перевірити всі фактори, які могли б вплинути на «показання термометра», можливо, щось все-таки було упущено. Рецензент роботи Нік Лейн взагалі стверджує, що ці цифри не варто сприймати буквально, так як на клітинному рівні саме визначення температури може змінитися.

Захисти свій комп’ютер та смартфон

ESET NOD32

Незважаючи на очевидну необхідність мітохондрій для клітини, їхня робота пов’язана і з негативними ефектами – зокрема, робота дихального ланцюга призводить до утворення активних форм кисню і окисного стресу. Вчені показали, що зниження ефективності роботи мітохондрій або навіть їх видалення з клітин усуває ознаки старіння. А в 2016 році були виявлені еукаріотичні організми, в клітинах яких взагалі немає мітохондрій – це найпростіші з групи Monocercomonoides.

Джерело: https://nplus1.ru





Залишити відповідь