Учёные обнаружили в клетках митохондрии, специализирующиеся на создании жиров
Митохондрии, известные как «энергетические станции клетки», десятилетиями считались органеллами, где окисляются сахара и жиры для выработки энергии. Новое исследование учёных из UCLA показало, что не все митохондрии соответствуют этому определению. Внутри каждой клетки существует группа специализированных митохондрий, прикреплённых к липидным каплям. Вместо того чтобы сжигать жир для получения энергии, эти митохондрии обеспечивают энергией процесс создания и хранения жировых молекул.
«Это совершенно новый взгляд на митохондрии и их функции», — заявил ведущий автор, профессор медицины Ориан Ширихай. Открытие, опубликованное в Cell Metabolism, может в будущем привести к новым методам лечения ожирения, жировой болезни печени и других метаболических заболеваний.
Митохондрии, которых в клетке могут быть сотни или тысячи, содержат молекулярный механизм для производства АТФ — молекулы, запасающей энергию. До сих пор считалось, что митохондрии в любой данной клетке однородны, поскольку они постоянно сливаются и разделяются в процессах «фузии» и «фиссии».
Ранее исследователи замечали под микроскопом, что некоторые митохондрии ассоциированы с липидными каплями — скоплениями жировых молекул. Особенно много таких митохондрий, связанных с липидными каплями, в бурой жировой ткани, которая использует жир для выработки тепла, а не для его запасания.
Исследовательская группа из UCLA детально изучила эту группу митохондрий. Они обнаружили, что митохондрии, сгруппированные вокруг липидных капель, не участвуют в обычном цикле фиссии и фузии с остальными митохондриями клеток бурого жира.
«Они похожи на эксклюзивный клуб митохондрий, который не пускает других», — отметил Ширихай. Главным вопросом стало: почему они так себя ведут?
Чтобы ответить на него, учёные разработали новый метод выделения митохондрий, ассоциированных с липидными каплями. Они отделяли жировые капли от других клеточных компонентов, окрашивали смесь на наличие митохондрий и с помощью центрифугирования выделяли органеллы для дальнейшего изучения.
Изучение выделенных митохондрий показало, что они биохимически отличаются от митохондрий, находящихся в других частях клетки.
«Большинство в научном сообществе предполагало, что липидные капли — это своего рода «закусочная», куда митохондрии приходят «поесть», — сказал Ширихай. — Оказывается, всё наоборот: митохондрии там для того, чтобы помогать строить липидные капли».
Когда клетки бурого жира активируются для сжигания жира и выработки тепла (например, на холоде), митохондрии отходят от липидных капель.
«Если мы найдём способы предотвратить взаимодействие митохондрий с липидными каплями, мы сможем активировать бурый жир для сжигания жиров и лечения ожирения», — заявил соавтор Марк Лиеса.
Открытие также ставит под сомнение традиционные методы изучения митохондрий. Для выделения митохондрий учёные обычно используют протоколы, отделяющие органеллы от других клеточных компонентов, включая жиры, которые выбрасываются. Теперь выясняется, что в этих выброшенных жирах, вероятно, содержалась ранее не изученная субпопуляция митохондрий.
«Мы систематически выбрасывали все эти митохондрии, связанные с липидами, во всех предыдущих исследованиях митохондрий», — констатировал Ширихай.
Команда UCLA теперь планирует изучить, есть ли у митохондрий в других типах тканей (включая печень, которая активно синтезирует жировые молекулы) такая же специализированная функция помощи в сборке липидных капель.