Как нейроны экономят энергию при производстве белков?

Человеческий мозг, составляющий всего несколько процентов от массы тела, потребляет около 20% всей энергии организма. Международная группа ученых из Университетской клиники Бонна, Университета Бонна и Университетского медицинского центра Геттингена выяснила, как нервные клетки оптимизируют расход энергии при синтезе и транспортировке белков.
Как нейроны экономят энергию при производстве белков?
Изображение носит иллюстративный характер

Исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, показало, что нейроны используют сложную систему энергосбережения при определении местоположения и количества мРНК и кодируемых ими белков. Профессор Татьяна Чумаченко, руководитель исследовательской группы Института экспериментальной эпилептологии и когнитивных исследований, отмечает, что синтез белков в неправильном месте может привести к их разрушению до достижения целевой точки.

Используя комбинацию биохимических и микроскопических методов, ученые проанализировали данные более 10 крупномасштабных исследований мРНК и протеомики, охватывающих десятки тысяч молекулярных видов. Первый автор исследования, аспирант Корнелиус Бергманн, подчеркивает, что стремление к экономии энергии определяет количество и расположение мРНК и белков, причем для каждого молекулярного вида это происходит по-разному.

Исследователи обнаружили, что короткоживущие белки чаще синтезируются в дендритах, ближе к синапсам, где они необходимы. По словам профессора Чумаченко, если бы такие белки производились в теле клетки, значительная их часть разрушилась бы во время транспортировки к удаленным синапсам.

Важным открытием стало то, что физические свойства молекул (длина, время жизни) играют более существенную роль в определении места их синтеза, чем их биологические функции. Команда разработала математические модели, сравнивающие энергозатраты на синтез белков в теле клетки с последующей транспортировкой и на синтез непосредственно в дендритах.

Канаан Мусаеи, соавтор исследования, отмечает, что их модель предлагает новый взгляд на интерпретацию десятков существующих наборов данных из разных лабораторий. Это открытие может существенно повлиять на понимание механизмов экспрессии генов в нервных клетках.

Профессор Сильвио Риццоли, директор отдела нейро- и сенсорной физиологии Университетского медицинского центра Геттингена, подчеркивает, что результаты исследования открывают новые перспективы в изучении взаимосвязи экспрессии генов, биологии белков и энергопотребления в нервных клетках.


Новое на сайте

20065[b]СПКЯ стало СПМЯ: почему переименование болезни, затрагивающей миллионы женщин, заняло... 20064[b]Почему великая пирамида Гизы пережила все землетрясения за 4500 лет[/b] 20063[b]Генетика Homo erectus: что зубная эмаль рассказала о наших предках[/b] 20062[b]Кости в бухте эребус: что кости моряков Франклина рассказывают спустя полтора века[/b] 20061[b]Крупнейший плавучий ветрогенератор в мире: Китай испытывает установку у берегов... 20060[b]Карие глаза младенца стали индиго после лечения от COVID-19[/b] 20058[b]Почему серебряная чаша с Афиной пролежала в немецком лесу две тысячи лет?[/b] 20057[b]Дыра в атмосфере солнца: вспышка достигла пика и может зажечь полярное сияние[/b] 20056[b]Динго возрастом 950 лет: кто и зачем кормил могилу животного сотни лет?[/b] 20055[b]Томоэ гозэн: женщина-самурай, которая существовала на самом деле[/b] 20054[b]Что видели астронавты «Аполлона-12» над лунным горизонтом?[/b] 20053[b]Восковой блокнот на латыни и шёлковая туалетная бумага: кто посещал средневековый... 20052[b]Хантавирус на борту: 41 человек под наблюдением после рейса MV Hondius[/b] 20051[b]Зелёные камни в пещере Пиренеев: четыре тысячи лет медной металлургии[/b]
Ссылка