Луч надежды для митохондриальных болезней: неожиданная вторая роль белка может помочь в диагностике

Белок TFAM, который упаковывает длинные нити ДНК в крошечные митохондрии, также выполняет вторую функцию — очищает повреждённый генетический материал. Это открытие может помочь в выявлении митохондриальных заболеваний, способных вызывать повреждение мозга и отказ органов.

Митохондрии — это органеллы, преобразующие пищу и кислород в энергию. В них, как и в ядре клетки, содержится ДНК. Если митохондрии не могут производить энергию, это ведёт к повреждению и гибели клеток, а в масштабе всего организма — к отказу органов.

Лаборатория Линьлиня Чжао из Калифорнийского университета в Риверсайде изучает, как митохондрии ремонтируют или удаляют повреждённые участки ДНК. В ходе исследований учёные обнаружили, что белок TFAM облегчает этот процесс очистки.

Неожиданная роль известного белка

• TFAM традиционно известен своей основной функцией — упаковкой длинной ДНК в компактную область митохондрий.
• Однако исследователи выяснили, что когда TFAM сталкивается с повреждениями ДНК, известными как AP-сайты, он ведёт себя как молекулярные ножницы и разрезает повреждённую ДНК.
• Кроме того, он формирует молекулы-сигналы, которые указывают клетке на необходимость дальнейшего разрушения и удаления повреждённого генетического материала.

Почему это важно?

• Повреждения ДНК — обычное явление: по оценкам, до 100 000 AP-сайтов образуется в митохондриях и ядре каждой клетки человека ежедневно.
• TFAM, связываясь с AP-сайтами, усиливает сигналы, которые говорят митохондриям: «Эта ДНК больше не годится; иди и скопируй другие, более здоровые молекулы».

Перспективы для медицины

• Исследование также выявило, какие аминокислоты в белке TFAM запускают процесс разрушения повреждений.
• Тестирование на уровни TFAM, связанного с ДНК, или на продукты распада ДНК после обработки AP-сайтов TFAM, может помочь врачам оценить здоровье митохондрий и диагностировать их заболевания.
• Это стало бы значительным прорывом, так как митохондриальные болезни часто плохо диагностируются из-за симптомов, схожих с другими заболеваниями. Хотя полного излечения пока нет, ранняя диагностика позволит раньше начать терапию для управления симптомами и замедления прогрессирования болезни.