Ученые выяснили, как митохондрии импортируют антиоксиданты

Многие процессы, которые помогают нам выжить, а также подвергают нас риску. Например, химические реакции, производящие энергию в наших клетках, также производят свободные радикалы - нестабильные молекулы, которые крадут электроны у других молекул. Когда свободные радикалы образуются в избытке, они могут вызвать побочный ущерб, потенциально вызывая сбои, такие как рак, нейродегенерация или сердечно-сосудистые заболевания. Клетки решают эту проблему, синтезируя антиоксиданты, соединения, нейтрализующие свободные радикалы. В новом исследовании ученые идентифицируют ключевую молекулу, которая переносит глутатион, главный антиоксидант организма, в митохондрии клетки, где массово вырабатываются свободные радикалы. Открытие, опубликованное в журнале Nature, открывает новые возможности для изучения окислительного стресса и его повреждающих эффектов.

«Определив потенциальный переносчик, мы можем теперь контролировать количество глутатиона, попадающего в митохондрии, и изучать окислительный стресс, особенно в его источнике», - говорит Киванч Бирсой, доцент Чепмена Перельмана в Университете Рокфеллера.

Чтобы избежать окислительного стресса, клеткам необходимо правильно сбалансировать уровни свободных радикалов и антиоксидантов в митохондриях, где происходит выработка энергии. Поскольку глутатион вырабатывается вне митохондрий, в цитозоле клетки, ученые прежде всего хотели знать, как он транспортируется в эти крошечные электростанции.

Чтобы пролить свет на этот процесс, команда Бирсоя провела мониторинг экспрессии белка в клетках в ответ на уровень глутатиона. «Мы предположили, что глутатион перемещается белком-переносчиком, производство которого регулируется глутатионом», - говорит Бирсой. «Поэтому, если мы понижаем уровень глутатиона, клетка должна компенсировать это за счет активации белка-переносчика».

Анализ указал на SLC25A39, белок митохондриальной мембраны, функция которого до сих пор была неизвестна. Исследователи обнаружили, что блокирование SLC25A39 снижает уровень глутатиона внутри митохондрии, не влияя на его уровни в других частях клетки. Другие эксперименты показали, что мыши не могут выжить без SLC25A39. У животных, у которых отсутствует этот белок, красные кровяные тельца быстро умирают из-за окислительного стресса из-за того, что им не удается доставить глутатион в митохондрии.

Идентификация переносчика может привести к лучшему пониманию множества путей заболевания, связанных с окислительным стрессом, включая те, которые участвуют в старении и нейродегенерации. «Эти состояния потенциально можно лечить или предотвращать, стимулируя транспорт антиоксидантов в митохондрии», - говорит Бирсой.

Более того, теперь команда изучает, может ли SLC25A39 быть перспективным в качестве лекарственной мишени от рака, помогая вызывать смертельный окислительный стресс в опухолевых клетках. «При раке мы хотели бы предотвратить попадание антиоксидантов в митохондрии, и белок-переносчик может быть нашим способом сделать это», - говорит Бирсой.

\