Науковці виявили секрети молекулярної структури мітохондрій.

Вчені встановили будову незвичайного транспортного білка, що може відіграти важливу роль у терапії ряду хвороб.

Група науковців з Медичного дослідницького центру молекулярної біології мітохондрій Кембриджського університету зробила революційне відкриття, яке може суттєво змінити наше сприйняття клітинної енергетики та підходів до лікування різних захворювань. Після п'ятдесяти років досліджень вони нарешті змогли розгадати механізм функціонування унікального молекулярного транспортера, який відповідає за перенесення пірувату в середину 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, яке з'явилося в журналі Science Advances, показує, як вчені використали кріо-електронну мікроскопію для вивчення структури транспортера на атомному рівні, збільшивши зображення приблизно в 165 тисяч разів. Цей підхід дозволив науковцям побачити клітинний механізм, який до цього часу залишався практично невидимим.

Доктор Сотірія Таволарі, старша наукова співробітниця Кембриджського університету, підкреслює критичну значущість цього відкриття: коли цукри розщеплюються в клітинах, вони перетворюються на піруват, який має бути доставлений у мітохондрії. В цьому органеллі відбувається процес, що підвищує 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 привертають увагу перспективи терапії, пов'язані з блокуванням цього транспортера. У випадку жирової хвороби печінки це може стимулювати організм до використання запасених жирів, а при певних формах раку простати – позбавити злоякісні клітини необхідного їм живлення.

Несподіваним аспектом досліджень стало вивчення впливу на ріст волосся. Раніші експерименти підтвердили, що блокування транспортера може стимулювати метаболічні процеси в клітинах волосяних фолікулів, що, в свою чергу, може сприяти відновленню волосяного покриву.

Професор Едмунд Кунджі, провідний дослідник у цій галузі, проводить аналогію між впливом нових потенційних медикаментів та "ключем, який застряг у замковій щілині". Завдяки електронній мікроскопії вдається детально вивчити, як молекули цих препаратів здатні блокувати транспортери, що призводить до змін у функціонуванні 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 ілюструє, наскільки заплутаними та водночас елегантними є процеси, що відбуваються в живих клітинах. Кожен етап наукового дослідження наближує нас до розкриття основних механізмів життя і розробки нових, більш ефективних методів лікування.