Митохондрии передают сигналы в иммунной и нервной системах

Митохондрии, известные как энергетические станции клетки, также играют ключевую роль в передаче сигналов в путях врожденного иммунитета. Это обнаружила группа профессора Констанце Винкльхофер на медицинском факультете Рурского университета в Бохуме, Германия. Результаты опубликованы в EMBO Journal.

Регуляция защитного пути

Транскрипционный фактор NF-κB активируется цитокинами или внутриклеточными патогенами (вирусами, некоторыми бактериями). Он регулирует экспрессию генов, обеспечивая защиту от гибели клеток и синтез белков для борьбы с инфекцией. Однако чрезмерная и длительная активация этого в принципе защитного пути может привести к хроническому воспалению. Поэтому его тонкая регуляция имеет большое медицинское значение.

Митохондрии как платформа для сигнала

Исследование показало, что митохондрии играют решающую роль в регуляции пути NF-κB. Вскоре после активации пути на внешней мембране митохондрий собирается сигнальная платформа, ведущая к активации NF-κB. Это обеспечивает усиление сигнала благодаря большой поверхности митохондрий.

Кроме того, мобильность митохондрий позволяет им, связываясь с моторными белками клетки, «сопровождать» активированный фактор NF-κB к ядерной мембране, облегчая его перенос в ядро.

Митохондрии также участвуют в деактивации сигнала. Фермент на их внешней мембране противодействует убиквитинированию — посттрансляционной модификации, необходимой для активации NF-κB.

Связь с болезнью Паркинсона

В митохондриальной регуляции пути NF-κB задействованы два гена, связанные с болезнью Паркинсона: PINK1 и Parkin. Мутации, приводящие к потере их функции, способствуют гибели нейронов в условиях стресса.

Важно, что пациенты с болезнью Паркинсона, имеющие мутации в генах PINK1 или Parkin, демонстрируют повышенную восприимчивость к различным инфекциям, вызываемым внутриклеточными патогенами. Это исследование помогает лучше понять взаимосвязь между нервной и иммунной системами.