Митохондрии используют свою ДНК для управления ядром клетки

Исследователи из Университета Южной Калифорнии (USC) обнаружили, что передача жизненно важной генетической информации внутри клетки — не односторонний процесс, как считалось ранее. Это открывает новые пути для понимания человеческих болезней и разработки потенциальных методов лечения.

Учёные из Школы геронтологии Леонарда Дэвиса USC впервые показали, что митохондриальный и ядерный геномы совместно эволюционировали, чтобы независимо регулировать друг друга. Понимание того, как внутриклеточная ДНК-коммуникация «встроена» в клетку, позволит больше узнать о координации генов, закодированных в обоих геномах, и их роли в старении и болезнях.

Значимость открытия

Старение приводит к нарушению работы клеток и развитию таких заболеваний, как рак и болезнь Альцгеймера. Понимание внутренних механизмов клетки открывает возможности для медицинских достижений. Исследование опубликовано в журнале Cell Metabolism.

«Митохондрии имеют собственную ДНК, предположительно доставшуюся от древних бактерий. Мы не знали, что митохондриальная ДНК кодирует сообщения для контроля ядра. Фактически, долгое время считалось, что ядро содержит весь наш генетический план для построения и работы клетки», — отметил Чанхан Дэвид Ли, старший автор исследования. «Это фундаментальное открытие, которое объединяет наши два генома в совместно эволюционировавшую генетическую систему».

Механизм взаимодействия

Исследуя человеческие клетки, учёные обнаружили, что при стрессе и нехватке питательных веществ небольшой белок MOTS-c, закодированный в митохондриальной ДНК, перемещается в ядро. Там он контролирует гены и включает защитную систему, включая антиоксидантный ответ.

«Большинство болезней связаны со старением, а старение приводит к нарушению функций клеток. Понимание того, как стареют клетки, означает, что у нас больше информации о том, как возникает повреждение и как мы можем его предотвратить или исправить», — пояснил Ли.

Перспективы для медицины

Сегодня лекарства разрабатываются на основе генетического плана, закодированного в ядерном геноме. Новое знание о полной сложности клеточной сети позволит бороться с болезнями, используя все генетические компоненты клетки. Это может привести к созданию новых методов лечения, основанных на митохондриях.