В клеточном ядре нашли альтернативный источник энергии

В клеточном ядре нашли альтернативный источник энергии

Столкнувшись с нехваткой АТФ из митохондрий, клеточное ядро может запускать собственные механизмы синтеза этих молекул. Испанские биологи установили ключевые детали работы этого «альтернативного источника энергии» и определили его важнейшие белки. Об этом рассказывает статья, опубликованная журналом «Science».

Общая длина ДНК в каждой клетке человеческого тела составляет примерно 2 м, и поместить ее в ядро без сложной и плотной упаковки невозможно. При этом многие связанные с ДНК процессы, включая репликацию, репарацию и регуляцию активности генов, требуют «распаковки» хроматина и действия белков, потребляющих энергию в форме молекул АТФ. АТФ синтезируются митохондриями (реже и в небольших количествах они образуются в ходе реакций гликолиза в цитоплазме).

Однако при массированной перестройке хроматина возникает проблема доставки нужных количеств АТФ внутрь ядра. Поэтому ещё более полувека назад было предположено), что в ядре существуют собственные механизмы синтеза молекул АТФ. Это продемонстрировала и новая работа, проведенная испанскими биологами под руководством Мигеля Беато (Miguel Beato) из Научно-технологического института Барселоны (BIST).

Авторы экспериментировали на культуре опухолевых клеток молочной железы. Они замерили соотношение АТФ к АДФ («использованных» молекул-носителей энергии) в разных отделах клетки: в митохондриях, в цитозоле и в ядре. Заблокировав производство АТФ в митохондриях, учёные показали, что ядро быстро исчерпывает накопленные запасы АТФ. Однако в условиях необходимости серьёзной перестройки хроматина (при добавлении прогестина, стимулирующего глубокие изменения клеточного метаболизма) содержание АТФ в ядре продолжало расти, несмотря на то, что митохондрии больше не пополняли их запас.

Источником АТФ в ядре служит поли-(АДФ-рибоза) (poly-(ADP-ribose), PAR), которая используется здесь, в частности, для регулирования активности отдельных ферментов. Гидролиз PAR до отдельных мономеров проводит белок PARG. В присутствии пирофосфатов гидролаза NUDIX5 катализирует их превращение в АТФ. Мигель Беато с коллегами показали, что ингибирование любого из этих белков препятствует накоплению АТФ в ядрах клеток, даже обработанных прогестином, и ведёт к резкому замедлению процессов, требующих перестройки хроматина.

Вместе с тем, авторы отметили, что и тот, и другой ферменты проявляют повышенную активность в раковых клетках. Это говорит о том, что перестройки генома, происходящие в опухоли, требуют активного синтеза АТФ внутри клеточных ядер, — и делает NUDIX5 перспективной мишенью для создания новых противоопухолевых препаратов.

Перейти к источнику цитирования

Вернуться в новостную ленту

Распределение растений в зависимости от внешних условий. Экологическая география растений
Прижизненное издание. Настоящее издание книги профессора ботаники в ...

Avoiding Attack: The Evolutionary Ecology of Crypsis, Warning Signals and Mimicry
This book discusses the diversity of mechanisms by which prey avoid attack by predators and questions how such defensive mechanisms have evolved ...

Полевая электрофизика почв
В книге дано научное обоснование применения методов полевой электрофизики: ...