Аккуратные митохондрии голого землекопа

Космачевская О.В.
(«ХиЖ», 2020, №8)

Голый землекоп – это безволосый подземный грызун размером с мышь, обитающий в Восточной Африке. Он привлек внимание ученых своей необычной физиологией. Этот грызун живет около 30 лет, тогда как обычная мышь – полтора года. Его старение не отягощено возрастными заболеваниями. Он не страдает от рака, нечувствителен к термическим и химическим ожогам, устойчив к нехватке кислорода и высокой концентрации CO2. Ученые давно задались вопросом, какие особенности метаболизма позволяют этому грызуну долго жить и не болеть. Либо его организм производит меньше агрессивных молекул – активных форм кислорода (АФК), либо у него мощная защита от повреждающих факторов.

Группа российских ученых под руководством В.П. Скулачева из Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова в сотрудничестве с учеными из Германии (Институт им. Лейбница по изучению диких животных и животных, содержащихся в зоопарках) и Швейцарии (Лозаннский университет) сделала интересное открытие, которое объясняет феномен долгожительства голых землекопов. Все дело в особом состоянии митохондрий – специальных структур клетки, в которых образуется АТФ.

Клетки часто используют энергию в виде молекулы АТФ. К сожалению, процесс синтеза АТФ несовершенен и сопровождается образованием активных форм кислорода (O2•− и H2O2), которые ускоряют старение. Под действием АФК из митохондрий выходят белки, которые запускают программу гибели клетки. Чтобы это не произошло, в митохондриях есть другие специальные белки – мусорщики, удаляющие АФК. Кроме этого, митохондрии защищают себя, снижая электрохимический потенциал своей внутренней мембраны. Такое явление называется мягкая деполяризация. Происходит это так. Митохондрия окружена двумя мембранами, внешней и внутренней. На внутренней мембране происходит перенос электронов от органических соединений на О2, который сопровождается движением ионов H+ из внутреннего пространства в среду. В результате митохондрия внутри становится более щелочной, а среда, окружающая ее, более кислой. Возникает электрохимический потенциал (градиент) ионов водорода, который используется как аккумулятор энергии для присоединения фосфатной группы к АДФ с образованием АТФ. Если потенциал снижается умеренно, то его достаточно для образования АТФ, но недостаточно для образования АФК.

Объектом исследования послужили митохондрии, полученные из основных органов мышей и голых землекопов разного возраста, включая эмбриональный. Оказалось, что у мышей с возрастом этот мощный антиоксидантный механизм отключается и клетки постоянно отравляются активными формами кислорода. У голых землекопов митохондрии сохраняют эту способность на протяжении всей жизни. Когда ученые измерили окисленные липиды и белки в тканях животных, оказалось, что поврежденных белков у землекопов намного меньше, чем у мышей.

Исследователи считают, что причина уникальности митохондрий кроется в образе жизни грызунов. Африканские красные почвы, в которых обитают землекопы, богаты соединениями железа. Оно накапливается в клетках животного и производит сильный окислитель – гидроксильный радикал в реакции с перекисью водорода. Чтобы выжить в таких условиях, митохондрии должны меньше производить перекиси.

Ученые надеются, что если секрет здорового долголетия голого землекопа будет разгадан, это поможет продлить жизнь человеку.

(PNAS, 2020, 117, 12, 6491–6501)

123

Разные разности

23.02.2021 16:00:00

Кобчик — маленький сокол, который прилетает к нам из Африки в мае. Однако его поголовье падает, и поэтому Союз охраны птиц России объявил его птицей 2021 года, года Кобчика.

>>
16.02.2021 16:00:00

Зима — самое время, когда можно эффективно расправляться с избыточным весом. Это выяснили канадские исследователи из Лаврентийского университета.

>>
08.02.2021 14:00:00

…разработан интерфейс, который позволяет мышам управлять курсором с помощью активности их мозга…

…беспрецедентное по продолжительности (четыре месяца) и интенсивности истощение стратосферного озона над Арктикой наблюдалось с января по апрель 2020 года…

…в Московской области впервые замечен инвазионный вид жука-долгоносика Polydrusus formosus, широко распространенный в Центральной и Южной Европе; в России встречался лишь в Крыму, но в 2015 году был обнаружен в Летнем саду Санкт-Петербурга…


>>
02.02.2021 16:00:00

Доцент философии из Хьюстонского университета задумался об истоках ошибок в системах искусственного интеллекта (ИИ). Интересно, что таинственные сбои зачастую фиксируют, а то и создают не сами исследователи, а другие системы ИИ.

>>
26.01.2021 16:00:00

Развитие ИИ привело к очень интересному явлению — так называемым глубоким выдумкам, или по-английски deepfake. О современном положении дел и об отношении общества к этому явлению рассказано в недавней статье Ахмеда Саифуддина из Наньянского технологического университета в Сингапуре

>>