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

19521Банковский троян VENON на Rust атакует Бразилию с помощью девяти техник обхода защиты 19520Бонобо агрессивны не меньше шимпанзе, но всё решают самки 19519Почему 600-килограммовый зонд NASA падает на Землю из-за солнечной активности? 19518«Липовый календарь»: как расписание превращает работников в расходный материал 19517Вредоносные Rust-пакеты и ИИ-бот крадут секреты разработчиков через CI/CD-пайплайны 19516Как хакеры за 72 часа превратили npm-пакет в ключ от целого облака AWS 19515Как WebDAV-диск и поддельная капча помогают обойти антивирус? 19514Могут ли простые числа скрываться внутри чёрных дыр? 19513Метеорит пробил крышу дома в Германии — откуда взялся огненный шар над Европой? 19512Уязвимости LeakyLooker в Google Looker Studio открывали доступ к чужим базам данных 19511Почему тысячи серверов оказываются открытой дверью для хакеров, хотя могли бы ею не быть? 19510Как исследователи за четыре минуты заставили ИИ-браузер Perplexity Comet попасться на... 19509Может ли женщина без влагалища и шейки матки зачать ребёнка естественным путём? 19508Зачем учёные из Вены создали QR-код, который невозможно увидеть без электронного... 19507Девять уязвимостей CrackArmor позволяют получить root-доступ через модуль безопасности...
Ссылка