Ученые определили кальциевый "ускоритель" для поддержания энергоснабжения клетки
Ученые из Медицинской школы Университета Темпл и Университета Пенсильвании приблизились к разгадке многолетней тайны о том, как контролируется критически важный поток кальция в "энергостанцию" клетки — митохондрии.
Методом систематического отключения активности 50 генов по одному они идентифицировали белок MCUR1, расположенный на внутренней мембране митохондрий и являющийся частью сложной системы митохондриальных канальных пор. MCUR1 действует как ускоритель, помогая регулировать поступление кальция в митохондрии из большого внутриклеточного резервуара.
Результаты, опубликованные 25 ноября 2012 года в онлайн-версии журнала Nature Cell Biology, могут указать на новые возможности для терапии. Понимание того, как управлять MCUR1, может помочь в разработке методов лечения заболеваний, связанных с избытком кальция в клетке, таких как сердечно-сосудистые заболевания и инсульт.
Как MCUR1 определяет кальциевую нагрузку
Исследователи разработали метод использования технологии направленной РНК-интерференции (RNAi) для скрининга 50 митохондриальных белков. Они обнаружили, что белок внутренней мембраны митохондрий MCUR1 регулирует кальциевый канальный пор во время активного захвата кальция.
MCUR1 является частью кальциевого канального поры, называемого унипортером, существование которого известно уже около пяти десятилетий. Недавние исследования идентифицировали две важные части поры — субъединичный белок MCU и белок-регулятор MICU1, поддерживающий уровень кальция в состоянии покоя. Исследователи обнаружили, что MCUR1 взаимодействует с MCU, чтобы ускорить движение кальция в митохондрии при быстром повышении уровня кальция в клетке.
"MCUR1 является важным третьим компонентом комплекса унипортера. В отсутствие MCUR1 поглощение кальция митохондриями значительно снижается, что ведет к неблагоприятным клеточным последствиям, включая нарушение клеточной биоэнергетики", — сказал доктор Мунисвами Мадеш.
Без этого ускорителя митохондриальный канальный пор не может захватывать кальций. Когда MCUR1 физически присоединен к поре, она функциональна, а когда нет — ее активность гораздо ниже.
Контроль кальция как цель для терапии
При некоторых патологических состояниях, таких как ишемически-реперфузионное повреждение, инсульт или инфаркт миокарда, кальций "затапливает" митохондрии.
"Митохондрии обладают огромным мембранным потенциалом и захватывают внешний кальций. Затем происходит перегрузка и разрыв митохондрий, что ведет к гибели клеток и возможному повреждению органа", — объяснил доктор Мадеш.
Поскольку для некоторых заболеваний характерен избыток кальция в митохондриях, возможная терапия может быть направлена на замедление его поступления.