Митохондрии известны как энергетические подстанции клетки — клеточные органеллы, в которых путем окисления различных субстратов образуется универсальная молекула запасания энергии — аденозинтрифосфат (АТФ). Но это не единственная их роль в клетке. Вот как пояснил академик РАМН Юрий Владимиров, заведующий кафедрой медицинской биофизики факультета фундаментальной медицины МГУ им. М.В. Ломоносова: «Митохондрии — это не только система преобразования энергии, но и химическая фабрика, вырабатывающая молекулы — регуляторы внутриклеточных процессов, а также управляющая процессом запрограммированной смерти клетки — апоптозом».
Работа именно этой химической фабрики стала предметом исследования, опубликованного в ночь на понедельник в журнале Nature Chemistry.
Международная команда ученых из Питтсбургского университета под руководством профессора Валериана Кагана, в которую входил академик РАМН Юрий Владимиров (фото), открыла новый путь биосинтеза липидных медиаторов. Медиаторами (передатчиками) называют химические вещества, передающие внешние сигналы на биохимические пути, приводящие к каким-то эффектам на уровне клетки. Липидные же медиаторы — это молекулы жироподобных веществ.
К липидным медиаторам относятся простагландины, среди которых есть «полезные», обладающие противовоспалительными свойствами, снижающие артериальное давление и риск тромбообразования, а есть и «вредные», которые действуют ровно наоборот. Последние служат мишенями для действия противовоспалительных лекарств, таких как аспирин.
Липидные медиаторы образуются из полиненасыщенных жирных кислот (их молекула имеет две двойные связи и более, к ним относятся известные омега-3 и омега-6 жирные кислоты). Но до сих пор ученым было неизвестно, как именно это происходит и где. Теперь исследователи показали, что полиненасыщенные жирные кислоты окисляются в митохондриях, а окислителем служит вещество цитохром С, которое находится между внешней и внутренней мембранами митохондрии. Это совершенно новый путь образования липидных молекул — регуляторов обмена веществ.
Работая на двух типах тканей — кишечнике мыши и мозге крысы, исследователи показали, что этот процесс резко усиливается при повреждениях в тканях.
«Статья во многом является итогом многолетних исследований коллектива, руководимого выходцем из России, известным советским, а теперь американским ученым Валерианом Ефимовичем Каганом, в числе прочего лауреатом Государственной премии СССР в области науки и техники 1983 года (наряду с вашим покорным слугой и другими известными советскими учеными), — рассказал Юрий Владимиров. — В последние годы Валериану Ефимовичу удалось организовать первоклассную лабораторию, оснащенную самыми современными приборами, включая почти десяток масс-спектрометров, что позволило раскрыть химический состав продуктов, образуемых в митохондриях в норме и при различных заболеваниях.
Вклад в работу лично мой и руководимой мною аспирантки кафедры медицинской биофизики факультета фундаментальной медицины МГУ Анны Викулиной (также соавтора статьи) заключается в участии в разработке алгоритма обработки данных и в расшифровке масс-спектров во время наших длительных научных командировок в лабораторию Кагана».
Остается предположить, что знание механизма биосинтеза разнообразных липидных медиаторов можно будет использовать для того, чтобы воздействовать на него при различных заболеваниях. Например, воздействовать на синтез простагландинов для лечения воспалительного процесса.