Полезная роль "вредных" активных форм кислорода Лейла Мамирова
    Активные формы кислорода (АФК), такие как супероксид-анион, считаются очень вредными, поскольку они повреждают белки, липиды и ДНК, приводя к старению клеток. АФК образуются как побочный продукт клеточного дыхания, которое происходит в митохондриях. Однак
    Активные формы кислорода (АФК), такие как супероксид-анион, считаются очень вредными, поскольку они повреждают белки, липиды и ДНК, приводя к старению клеток. АФК образуются как побочный продукт клеточного дыхания, которое происходит в митохондриях. Однако недавно ученые из Испании обнаружили, что АФК внутри клетки выполняют важную компенсаторную сигнальную функцию: они активируют синтез митохондриальной ДНК и регулируют таким образом дыхательную активность клетки.
    Митохондрии - это органеллы, имеющие свой собственный геном и осуществляющие клеточное дыхание (окислительное фосфорилирование), в процессе которого клетки запасают энергию в аденозин-трифосфорной кислоте (АТФ). Несмотря на маленький размер митохондриального генома - всего около 16 500 пар нуклеотидов, 37 генов, 13 их которых кодируют субъединицы белковых комплексов дыхательной цепи, - мутации в нем ассоциированы с такими важными процессами, как старение, комплексные болезни человека (нейродегенеративные и мышечные), а также адаптация к холодным климатическим условиям.
    Однако клеточные культуры, несущие различные мутации в митохондриальной ДНК (мтДНК), не проявляют отклонений и характеризуются примерно одинаковым со здоровыми культурами уровнем клеточного дыхания и роста, что ставит под сомнение связь этих мутаций с болезнями на уровне целого организма.
    Чтобы разрешить этот парадокс, испанские биохимики из Сарагосы и Мадрида, авторы недавней статьи в журнале Nature genetics, изучили активность дыхания клеточных линий, обладающих одним и тем же ядерным геномом, но различающихся митохондриальными геномами. Эти клеточные линии были получены путем образования клеточных гибридов - слиянием безъядерной клетки (но с митохондриями) с безмитохондриальной (но с ядром).
    Всего из клеток мышей было сконструировано пять линий: три с нормальной мтДНК - от мышей, которые не имеют каких-либо фенотипических отклонений (1, 2, 3 - здоровые), и две линии с мутантной мтДНК - от мышей, которые характеризуются ослаблением слуха с возрастом или низкой способностью к обучению (4, 5 - больные). Различия между линиями заключались лишь в нескольких мутациях в мтДНК, одна из которых была характерна именно для больных линий.
    Испанские ученые измерили уровень клеточного дыхания здоровых и больных клеток. Выяснилось, что в отсутствие глюкозы, на питательной среде с галактозой, уровень клеточного дыхания у клеток больных линий был ниже, и они росли медленнее, чем здоровые. На глюкозной питательной среде, где у больных клеток была возможность компенсировать недостаток АТФ за счет гликолиза, различий в скорости роста не наблюдалось.
    При этом оказалось, что в больных клетках повышена концентрация активных форм кислорода и их важного источника - перекиси водорода (Н2О2). На этом особенности больных линий 4 и 5 не закончились - выяснилось, что количество митохондриальной ДНК у них также заметно (на 60-90%) выше. ............