Новое исследование, проведенное учеными Медицинской школы Университета Джонса Хопкинса и опубликованное в журнале Nature, раскрывает критическую роль двух регуляторных систем в поддержании целостности митохондрий – клеточных энергетических станций.
Исследователи сосредоточили внимание на двух ключевых системах: Parkin-PINK1 и OMA1. Parkin функционирует как E3-убиквитинлигаза, PINK1 участвует в процессах фосфорилирования, а OMA1 является протеазой внутренней мембраны митохондрий, которая расщепляет белок слияния OPA1.
В ходе эксперимента ученые изучили 18 моделей мышей с использованием передовых методов исследования, включая лазерную конфокальную иммунофлуоресцентную микроскопию, трансмиссионную электронную микроскопию, РНК-секвенирование и метаболомный анализ.
Результаты показали, что мыши с двойным нокаутом обеих систем имели среднюю продолжительность жизни всего 70 дней. У них наблюдались уменьшенные размеры тела, сниженная подвижность и судороги. Увеличенные митохондрии были обнаружены преимущественно в области моста/продолговатого мозга и сердца.
Метаболический анализ выявил 188 различных метаболитов, однако существенных различий между контрольной группой и группой с двойным нокаутом не обнаружено. Цикл трикарбоновых кислот и скорость дыхания также остались неизменными.
В неврологическом аспекте наблюдалось снижение количества мотонейронов в грудном и поясничном отделах спинного мозга, хотя дофаминергические нейроны и уровни дофамина остались без изменений. В печени тройной нокаут привел к значительному увеличению митохондрий, повышению уровня аланинаминотрансферазы в сыворотке крови и нарушению митофагии.
Генетический анализ показал повышенную экспрессию генов врожденного иммунного ответа. Высвобождение митохондриальной ДНК активировало путь STING, причем тройные нокауты с Stinggt/gt демонстрировали улучшенную выживаемость.
Полученные результаты демонстрируют, что обе системы играют важнейшую роль в защите митохондриальной целостности. Их одновременная потеря приводит к тяжелым нарушениям, что указывает на их критическое значение для развития организма, физиологии и выживания. Эти механизмы также связаны с нейродегенерацией, сердечной недостаточностью и метаболическим синдромом.
Изображение носит иллюстративный характер
Исследователи сосредоточили внимание на двух ключевых системах: Parkin-PINK1 и OMA1. Parkin функционирует как E3-убиквитинлигаза, PINK1 участвует в процессах фосфорилирования, а OMA1 является протеазой внутренней мембраны митохондрий, которая расщепляет белок слияния OPA1.
В ходе эксперимента ученые изучили 18 моделей мышей с использованием передовых методов исследования, включая лазерную конфокальную иммунофлуоресцентную микроскопию, трансмиссионную электронную микроскопию, РНК-секвенирование и метаболомный анализ.
Результаты показали, что мыши с двойным нокаутом обеих систем имели среднюю продолжительность жизни всего 70 дней. У них наблюдались уменьшенные размеры тела, сниженная подвижность и судороги. Увеличенные митохондрии были обнаружены преимущественно в области моста/продолговатого мозга и сердца.
Метаболический анализ выявил 188 различных метаболитов, однако существенных различий между контрольной группой и группой с двойным нокаутом не обнаружено. Цикл трикарбоновых кислот и скорость дыхания также остались неизменными.
В неврологическом аспекте наблюдалось снижение количества мотонейронов в грудном и поясничном отделах спинного мозга, хотя дофаминергические нейроны и уровни дофамина остались без изменений. В печени тройной нокаут привел к значительному увеличению митохондрий, повышению уровня аланинаминотрансферазы в сыворотке крови и нарушению митофагии.
Генетический анализ показал повышенную экспрессию генов врожденного иммунного ответа. Высвобождение митохондриальной ДНК активировало путь STING, причем тройные нокауты с Stinggt/gt демонстрировали улучшенную выживаемость.
Полученные результаты демонстрируют, что обе системы играют важнейшую роль в защите митохондриальной целостности. Их одновременная потеря приводит к тяжелым нарушениям, что указывает на их критическое значение для развития организма, физиологии и выживания. Эти механизмы также связаны с нейродегенерацией, сердечной недостаточностью и метаболическим синдромом.
