Раскрыта причина возможных генетических проблем в митохондриях

Исследователи из Андалузского центра молекулярной биологии и регенеративной медицины (CABIMER) выявили важность устранения избытка дефектных продуктов, которые могут накапливаться в митохондриях. Их присутствие вызывает митохондриальную нестабильность и потерю информации в митохондриальном геноме. Исследование открывает новые пути для понимания молекулярной основы некоторых заболеваний человека, связанных с нарушением работы митохондрий, и может способствовать разработке терапий против этих болезней.

Работа выполнена в CABIMER под руководством профессора генетики Университета Севильи и директора центра Андреса Агилеры. Результаты опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Митохондрии — это органеллы внутри клеток. Они используют кислород для катаболизма сахаров и производства энергии, а также синтезируют белки, необходимые для метаболизма ДНК, включая репликацию и репарацию ядерной ДНК. Митохондрии имеют собственный геном.

Потеря митохондриальной информации и самих митохондрий приводит к дефектному клеточному метаболизму. Помимо неспособности генерировать необходимую клеткам энергию, это может вызвать увеличение количества свободных радикалов кислорода, которые повреждают генетический материал, или привести к дефициту железо-серных белков. Всё это вызывает нарушение функции клетки и в конечном итоге её гибель.

Исследование показывает, что Деградасома — комплекс из двух белков, функция которого заключается в устранении дефектной РНК, производимой в митохондриях, — необходим для поддержания целостности митохондриального генома. Если белки Деградасомы неактивны, РНК накапливается в митохондриях и образует аномальные структуры, известные как ДНК-РНК гибриды. Они вредны, поскольку в избытке препятствуют репликации митохондриальной ДНК. Следствие: при делении клетки теряют митохондриальную ДНК, что нарушает функцию митохондрий и клетки в целом.

Исследование открывает новые пути для понимания молекулярной основы некоторых митохондриальных болезней. Хотя они могут возникать из-за дефектов в митохондриальных белках, они также связаны с потерей митохондриального генетического материала. Таким образом, Деградасома, устраняя дефектную РНК, позволяет распространяться здоровым митохондриям в клетках, предотвращая возможные митохондриальные заболевания.