Митохондрии работают как аккумуляторные блоки Tesla, выяснили учёные

Новое исследование Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) опровергло представление о том, что митохондрии — энергогенерирующие центры клеток — работают как единичные батареи. Вместо этого они состоят из множества отдельных биоэлектрических единиц, генерирующих энергию в массиве, подобно аккумулятору электромобиля Tesla, который объединяет тысячи ячеек для безопасного управления энергией.

Новый взгляд на старую структуру

Ранее считалось, что складчатая внутренняя мембрана митохондрий (кристы) просто увеличивает площадь поверхности для производства энергии. Однако с помощью высокоразрешающей микроскопии исследователи впервые визуализировали распределение напряжения внутри живых митохондрий.

Кристы как независимые батареи

Оказалось, что каждая криста функционирует как автономная батарея и электрически независима от соседних. Если одна криста повреждается, остальные сохраняют свой мембранный потенциал. Кластеры белков на границах крист действуют как электрические изоляторы. В клетках, лишённых этих белков, вся митохондрия превращается в одну гигантскую батарею.

Параллели с инженерией Tesla

Идея пришла после обсуждения с инженерами электромобилей, которые объяснили преимущества множества маленьких ячеек перед одной большой: отказоустойчивость и способность обеспечивать очень высокий ток при необходимости. Как отметил старший автор исследования доктор Ориан Ширихай, митохондрии и Tesla с их множеством маленьких батарей — это случай конвергентной эволюции.

Значение для медицины

Открытие может привести к новому пониманию роли митохондрий в старении и болезнях. Многие медицинские состояния связаны с серьёзными нарушениями структуры крист.

Исследование опубликовано в журнале EMBO Journal.