Встряска в клеточной биологии: Учёные приблизились к разгадке многолетней митохондриальной тайны

Учёные из Национального института стоматологических и черепно-лицевых исследований (NIDCR, NIH) впервые зафиксировали спонтанные колебания митохондрий в живом организме — в слюнных железах лабораторных крыс. Исследование, опубликованное в журнале Cell Reports, показывает, что эти движения длятся от десятков секунд до минут, что значительно дольше и быстрее, чем наблюдалось ранее в культурах клеток.

Ключевые открытия:

• Синхронизация: Митохондрии синхронизируют свои колебания не только внутри одной клетки, но и образуют связанную сеть осцилляторов, вибрирующую по всей ткани.
• Причина колебаний: Колебания связаны с производством реактивных форм кислорода (ROS) — химически активного побочного продукта синтеза АТФ. Это указывает, что колебания, вероятно, не являются внутренним свойством митохондрий, а представляют собой ответ на условия окружающей среды.
• Метод: Наблюдения стали возможны благодаря использованию интравитальной микроскопии высокого разрешения, адаптированной для работы с живыми животными, что позволило минимизировать артефакты движения.

Учёные подчёркивают, что эти наблюдения в естественной среде (in vivo) невозможно воспроизвести в культуре клеток (in vitro), где митохондрии лишены постоянного притока сигналов от кровеносных сосудов, нервной системы и окружения.

Это исследование меняет подход к изучению митохондрий, указывая на важность рассмотрения их как связанной системы в ткани, а не как изолированных органелл. Результаты имеют значение для понимания митохондриальных заболеваний, которыми страдают около 2 миллионов американцев, и потенциальной роли митохондрий в общих механизмах здоровья и болезней.