Исследование процесса аутофагии — модная тема

Наука и жизньНаука

Новая жизнь для сломанных клеток, или Как работает аутофагия

Рассказывает доктор химических наук Пётр Сергиев, директор Научно-исследовательского института физико-химической биологии им. А. Н. Белозерского. Записала Виктория Смирнова.

Исследование процесса аутофагии — очень интересная и, более того, модная сейчас тема. Относительно фундаментальных процессов, происходящих в клетке, аутофагия была открыта недавно. Её «идея» заключается в переработке мусора из крупных клеточных структур, которые ломаются в нашем организме. Чтобы в дальнейшем клетка могла использовать их для синтеза требующихся ей компонентов, эти структуры необходимо разобрать на составные части.

У аутофагии — две задачи. Первая: разборка на части «сломанных» органелл, вторая — восполнение ресурсов при голодании. Если мы говорим про вторую задачу аутофагии, то зачастую происходит переработка не сломанных органелл, а тех, которые в данный момент не нужны клетке. В таком случае ими можно пожертвовать для создания более важных элементов.

В процессе эволюции человеческому организму не хватало ресурсов. Наши предки нередко были вынуждены голодать, и аутофагия была «оптимизирована» так, чтобы можно было не тратить энергию на менее важные жизненные процессы. Например, если органелла продолжает функционировать, но при этом работает неэффективно, то организм с целью экономии не тратит энергию на её разбор.

Известно, что ограничение числа калорий способствует увеличению продолжительности жизни. В современном мире при наличии проблемы переедания, когда калории, накапливающиеся в организме, некуда девать, хочется найти им применение. Можно предположить, что избыточные калории получится пустить на обновление внутриклеточных органелл. При этом интересно, что аутофагия активируется при недостатке белка. Разборка внутриклеточных органелл способствует выработке аминокислот, а это вдвойне полезно для организма.

Ещё одним плюсом аутофагии служит то, что происходит процесс разбора накапливающихся в нервных клетках белковых агрегатов, которые могут вызывать нейродегенеративные заболевания, такие как болезнь Паркинсона. В компонентах системы аутофагии происходят мутации, которые вызывают это заболевание. Есть шанс, что, «подстегнув» аутофагию, мы сможем лечить такого рода заболевания более простыми способами.

В клетках регулярно накапливаются повреждения, такой процесс в нашем организме происходит постоянно. Если говорить о его причинах, то можно выделить две основные.

Первая заключается в том, что митохондрии по общепринятой теории повреждаются из-за продуцирования активных форм кислорода (АФК). Несмотря на то, что у митохондрий существуют механизмы защиты от повреждений, при большом количестве АФК происходит «окислительный стресс» — это ключевой фактор в деструктивных изменениях митохондрий.

Вторая причина — обыкновенные ошибки в работе молекулярных машин. Так, процесс создания дочерних молекул ДНК, который называется репликацией, может вызывать мутации.

Но как узнать, хорошо ли в клетке работает аутофагия? В первую очередь, мы получаем информацию о клеточном процессе благодаря сенсорам, которые его регулируют. Основным из них служит mTOR-киназа. Это белок, который регулируется доступностью аминокислот и энергии. Он получает информацию изнутри и извне клетки. Так остальные клетки сообщают с помощью инсулиноподобного фактора роста о том, что организму хватает ресурсов. Если mTOR-киназа активна, клетка понимает, что ресурсов достаточно и нет необходимости в аутофагии, но если белок mTOR подавлен, клетка не получает сигнал о наполненности ресурсами и аутофагия запускается.

Когда происходит включение аутофагии, образуется мембранная структура, которая называется омегасомой, или фагофором. Внешне она напоминает ковш. Эта конструкция захватывает органеллы, которые требуется поглотить и переварить. Фагофор замыкается вокруг собранных органелл, после чего мембранная аутофагосома, в которую превратился фагофор, сливается с лизосомой, отвечающей за процесс переваривания сломанных частиц. В лизосоме находятся пищеварительные ферменты, способствующие тщательному разбору испорченных органелл.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Квантовое превосходство Квантовое превосходство

«Квантовый компьютер – атомная бомба XX века»

ТехИнсайдер
Глаз-синхротрон Глаз-синхротрон

О том, как научить искусственный интеллект понимать, а не угадывать химию

Наука и жизнь
Сердечные орешки! Сердечные орешки!

Как растут орешки кешью?

Наука и жизнь
Беспроигрышное вложение Беспроигрышное вложение

Что может сработать на национальную идею о многодетности?

Ведомости
Обжигаемый Солнцем: экскурсия на Меркурий Обжигаемый Солнцем: экскурсия на Меркурий

Какие же тайны и интересные особенности скрывает Меркурий?

Наука и жизнь
Польза печени трески: почему врачи рекомендуют есть этот деликатес зимой Польза печени трески: почему врачи рекомендуют есть этот деликатес зимой

Вкусная на бутерброде, источник незаменимых витаминов — все это печень трески

РБК
Каждая личинка — индивидуальность Каждая личинка — индивидуальность

Эти небольшие червячки красного цвета — объект пристального внимания биологов

Наука и жизнь
Через санкции к росту Через санкции к росту

Как российская экономика ищет способы сотрудничества с глобальными игроками

Эксперт
Суперъяхта для ученых Суперъяхта для ученых

Суперъяхты – не только финансовые вершины, но и бессмысленная трата ресурсов

ТехИнсайдер
Опять и опять «Назад в будущее» Опять и опять «Назад в будущее»

Краткая история ленты «Назад в будущее», вырастившей последнее поколение XX века

Weekend
«Чистейший образец» «Чистейший образец»

Составить цельный образ Натальи Николаевны Гончаровой — сложная задача

Дилетант
Кабачки Кабачки

Куда девать кабачки летом?

Здоровье
Банановые перспективы российских субтропиков Банановые перспективы российских субтропиков

Инвесторы хотят импортозаместить экзотические фрукты

Агроинвестор
Существует ли на самом деле свобода воли? Наука дает новый ответ на вечный вопрос Существует ли на самом деле свобода воли? Наука дает новый ответ на вечный вопрос

Мы привыкли считать, что делаем осознанный выбор, но так ли это на самом деле?

Inc.
Кто открыл лазейки в вузы Кто открыл лазейки в вузы

Школьные олимпиады становятся местом отработки способов незаконного поступления

Монокль
Скелетные мышцы самолета – система управления Скелетные мышцы самолета – система управления

Зачем самолетам демпферы, гидроусилители, закрылки и предкрылки?

Наука и техника
IFA против ЗИЛ: в чем сила грузовиков-конкурентов из СССР и ГДР IFA против ЗИЛ: в чем сила грузовиков-конкурентов из СССР и ГДР

Какой грузовой автомобиль был главным в советские годы: ЗИЛ-130 или IFA W 50?

ТехИнсайдер
Газ, вода и стальные трубы Газ, вода и стальные трубы

Как российский рынок выпуска ТБД исчерпал текущий потенциал

Монокль
ФГИС вам в помощь ФГИС вам в помощь

Как работают внедренные в агроотрасль информсистемы

Агроинвестор
Мошенники делают ставки Мошенники делают ставки

Как мошенники используют аккаунты граждан в букмекерских конторах

Ведомости
О пользе «бумажной волокиты» О пользе «бумажной волокиты»

На каком языке говорили евреи, вернувшиеся из вавилонского пленения?

Знание – сила
Москва на экране Москва на экране

Почему регионы готовы доплачивать за съемки фильмов на своей территории

Эксперт
Если кто-то подавился Если кто-то подавился

Как помочь человеку, если он подавился?

Здоровье
Миссия – «чудо-женщина»: как, думая обо всём на свете, не забыть о себе? Миссия – «чудо-женщина»: как, думая обо всём на свете, не забыть о себе?

Женщины XXI века: как выдержать нагрузку и сохранить здоровье?

Здоровье
«Снимаешь парик и чувствуешь себя голой»: как живут женщины с алопецией «Снимаешь парик и чувствуешь себя голой»: как живут женщины с алопецией

Истории женщин, которые научились жить с алопецией и помогают другим

Forbes
Гелий Гелий

Известно, что каждый элемент имеет свой, только ему одному принадлежащий спектр

Наука и жизнь
Ткать узор дальше Ткать узор дальше

Почему последствия ссоры с Россией окажутся болезненными для Азербайджана?

Монокль
Художник Татьяна Андреева: «Меня интересует волновая природа всего» Художник Татьяна Андреева: «Меня интересует волновая природа всего»

Татьяна Андреева о том, как поймать неуловимое и о новом большом проекте

РБК
Медвежий угол Медвежий угол

Как оргкомитет московской Олимпиады-80 зарабатывал – рубли и валюту

Ведомости
Почему понедельник – самый опасный день недели? Дело не только в работе Почему понедельник – самый опасный день недели? Дело не только в работе

Статистика неумолима: именно на понедельник приходится пик сердечных приступов

Inc.
Открыть в приложении