Обнаружен новый тип повреждения ДНК в митохондриях клеток

Репрезентативные конформации GSH-аддукта ДНК из молекулярно-динамического моделирования. GSH показан в виде сфер Ван-дер-Ваальса. Начальная конформация (время = 0 нс) показана красным, конечная конформация (время = 500 нс) — синим. Желтые линии указывают на водородные связи между GSH и функциональными группами ДНК. Зеленые рамки показывают увеличенные виды конечной конформации GSH и его взаимодействий с ближайшими остатками. Автор: Proceedings of the National Academy of Sciences (2025). DOI: 10.1073/pnas.2509312122

Ученые из Калифорнийского университета в Риверсайде обнаружили ранее неизвестный тип повреждения ДНК в митохондриях — клеточных «электростанциях». Открытие может объяснить, как организм чувствует и реагирует на стресс, и имеет значение для понимания таких заболеваний, как рак и диабет.

Исследователи идентифицировали специфические повреждения — глутатионилированные аддукты ДНК (GSH-DNA). Аддукты представляют собой объемные химические метки, которые образуются при присоединении химических веществ к ДНК. Если такие повреждения не ремонтируются, они могут привести к мутациям.

Уязвимость митохондриальной ДНК

Эксперименты на культивируемых человеческих клетках показали, что эти аддукты накапливаются в митохондриальной ДНК (мтДНК) в 80 раз больше, чем в ядерной ДНК. Это свидетельствует о особой уязвимости мтДНК.

Линьлинь Чжао, старший автор исследования, объяснил: «Системы репарации мтДНК не так сильны или эффективны, как для ядерной ДНК».

Ведущий исследователь Юй Сюань Чен сравнил митохондрию с двигателем и коммуникационным центром клетки: «Когда руководство двигателя — мтДНК — повреждается, иногда это похоже на липкую записку, которая прилипает к страницам, мешая чтению. Именно это и делают GSH-аддукты».

Последствия для здоровья

Накопление этих повреждений связано со значительными изменениями в функции митохондрий. Исследователи наблюдали снижение белков, необходимых для производства энергии, и одновременное увеличение белков, помогающих с ремонтом митохондрий.

Компьютерное моделирование показало, что «липкие метки» делают мтДНК менее гибкой и более жесткой. Это может быть способом маркировки поврежденной ДНК для утилизации.

«Когда мтДНК повреждается, она может выйти из митохондрий и запустить иммунные и воспалительные реакции. Новый тип модификации мтДНК открывает новые направления для понимания того, как она влияет на иммунную активность и воспаление», — заключил Чжао.

Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.