Митохондрии играют неожиданную роль в регуляции клеточной смерти

Графическая аннотация. Автор: Current Biology (2025). DOI: 10.1016/j.cub.2025.08.065

Новое исследование Техасского университета в Арлингтоне раскрыло, как клетки контролируют свои митохондрии — «энергопроизводители» клеток — в процессе клеточной смерти. Открытие проливает свет на то, как организм управляет этой важнейшей функцией и что может пойти не так, когда процесс нарушается.

Запрограммированная клеточная смерть является важной частью здоровой, нормальной жизни, поскольку организм удаляет старые, повреждённые или ненужные клетки. Когда процесс даёт сбой, последствия могут быть серьёзными: рак может развиться, когда клетки отказываются умирать, в то время как нейродегенеративные заболевания, такие как болезнь Альцгеймера, могут возникнуть, когда клетки умирают слишком рано.

Рашна Шармин, ведущий автор исследования и студентка пятого года докторантуры в лаборатории Пии Гхос, доцента биологии UT Arlington, исследовала, как ведут себя митохондрии при гибели клеток. Шармин обнаружила, что, как ни удивительно, митохондрии могут защищать клетку от смерти способом, не связанным с производством энергии. Вместо этого, как выяснилось, митохондрии играют защитную роль, поглощая кальций — ключевой шаг, необходимый для правильной гибели клеток.

Результаты дают лучшее фундаментальное понимание того, как регулируется сложный процесс клеточной смерти, и в конечном итоге могут помочь исследователям больше узнать о развитии мозга и привести к более целенаправленным методам лечения связанных состояний.

«Я надеюсь, что моя работа даст более глубокое понимание того, как регуляция транспорта митохондрий и их способность поглощать кальций подготавливают сложные клетки к смерти», — сказала Шармин.

Исследование опубликовано в журнале Current Biology, с участием Марка Пеллегрино, доцента биологии UTA и эксперта в том, как митохондрии помогают клеткам бороться со стрессом.

Для проведения своего исследования Шармин изучала эмбриональную клетку в хвосте нематоды C. elegans, крошечного круглого червя, широко используемого в генетических исследованиях, поскольку он имеет гены, сходные с человеческими. Его прозрачное тело позволяет учёным наблюдать за поведением живых клеток, включая то, как клетки умирают. Используя сверхразрешающий микроскоп в лаборатории Гхос, Шармин смогла увидеть, как «органеллы действуют внутри клетки в реальном времени в живом животном».

Ещё одним ключевым открытием стало то, что когда белок под названием каспаза — известный своей ролью в расщеплении других белков при клеточной смерти — отсутствует, клетки начинают умирать, но затем неожиданно восстанавливаются. Каспазы хорошо известны своей ролью в типе запрограммированной клеточной смерти, называемой апоптозом, но их точная функция в компартментализованном устранении клеток является важным направлением для будущих исследований, отмечается в исследовании.

«Работа Рашны действительно расширяет наше понимание того, что могут делать митохондрии и как они контролируются, с важными последствиями для клеточного восстановления», — сказала Гхос.

Больше информации: Rashna Sharmin et al, Mitochondria transported by Kinesin-3 prevent localized calcium spiking to inhibit caspase-dependent specialized cell death, Current Biology (2025). DOI: 10.1016/j.cub.2025.08.065

Источник: University of Texas at Arlington