Проблемы с белком в митохондриях связали с нейродегенеративными заболеваниями

Американские исследователи открыли неизвестный ранее клеточный механизм, который регулирует деление митохондрий внутри клетки. Нарушение этого процесса внутри нейронов наблюдается при различных нейродегенеративных заболеваниях, в том числе болезни Паркинсона. Его дальнейшее исследование поможет в разработке новых методов лечения. Статья опубликована в журнале Nature Communications.

Митохондрии — клеточные органеллы, основная функция которых — окисление органических соединений для синтеза молекул аденозинтрифосфата (АТФ), универсального источника энергии практически для всех биохимических процессов, происходящих в живых организма. В здоровой клетке оптимальное количество митохондрий поддерживается двумя противоположными процессами: делением и слиянием. Когда возникает проблема с делением, эта система выходит из равновесия. Именно такая картина наблюдается при ряде нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Паркинсона.

Ученые давно знали, что главный регулятор деления митохондрий — белок Drp1, однако практически ничего не было известно о том, как Drp1 контролируется другими белками. Теперь команда исследователей под руководством Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе выяснила, какие клеточные механизмы определяют функцию Drp1.

Они выяснили, что белок CLUH «подтягивает» Drp1 к митохондриям и запускает деление этих органелл. В экспериментах с дрозофилами, у которых с помощью генной инженерии была воспроизведена модель болезни Паркинсона, ученые показали, что заболевание можно остановить и даже обратить вспять. Для этого нужно увеличить количество белка Сlu, аналогичного человеческому CLUH. Дальнейшие эксперименты, проведенные уже на культурах человеческих клеток, показали, что отсутствие Сlu приводит к удлинению митохондрий, а высокая концентрация белка становится причиной их фрагментации.

Дрозофилы без аналога CLUH жили очень мало. Однако после введения Drp1 их продолжительность жизни возросла почти в четыре раза. Таким образом, контроль CLUH над делением митохондрий работает только через Drp1. Дальнейшие исследования показали, что CLUH задействует Drp1, свободно плавающий в цитоплазме клетки, и прикрепляет его к рецепторам на поверхности митохондрий. Кроме того, CLUH участвует в синтезе белка рецептора Drp1 с матрицы РНК.

Текст: Александра Медведева, Алексей Паевский / neuronovosti.ru
Yang, H., Sibilla, C., Liu, R. et al. Clueless/CLUH regulates mitochondrial fission by promoting recruitment of Drp1 to mitochondria. Nat Commun13, 1582 (2022). https://doi.org/10.1038/s41467-022-29071-4
Фото: freepik.com