Исследование будет опубликовано 24 января в журнале Nature.«В некотором смысле мы предполагаем, что ученые открыли все основные внутренние механизмы наших клеток в 21 веке.
И все же в этой работе мы сделали новое наблюдение, что эти две органеллы напрямую разговаривают друг с другом», — сказал главный исследователь. Доктор Димитри Крейнк, профессор отделения Аарона Монтгомери и заведующий кафедрой неврологии им. Кена и Рут Дэви Медицинской школы Файнберга Северо-Западного университета. «Это удивительное открытие, которое дает новое понимание нормального функционирования клеток и, вероятно, будет иметь последствия для ряда заболеваний по всем направлениям».
Митохондрии и лизосомы имеют решающее значение для каждой клетки в организме, где они играют разные роли: митохондрии производят энергию для клетки, а лизосомы перерабатывают отходы. Дисфункция этих органелл связана со многими заболеваниями, включая нейродегенеративные расстройства и рак.
Лаборатория Крейнка ранее выявила функциональную связь между митохондриальной и лизосомальной дисфункцией при болезни Паркинсона в результатах, опубликованных в Science. Это исследование, тем не менее, является первым, кто идентифицирует прямой физический контакт между двумя органеллами.Используя видеомикроскопию с флуоресцентной маркировкой двух органелл, ученые обнаружили, что митохондрии и лизосомы образуют стабильные контакты внутри живых клеток человека.
Авторы также использовали другие передовые методы визуализации, включая электронную микроскопию и визуализацию сверхвысокого разрешения, чтобы обнаружить, что формирование и последующее ослабление этих контактов регулируется лизосомным белком, называемым RAB7.«Открытие контактов между митохондриями и лизосомами является чрезвычайно захватывающим», — сказала первый автор Иветт Вонг, научный сотрудник лаборатории Крейнка. «Теперь мы показываем, что эти контакты предлагают потенциальный сайт, через который митохондрии и лизосомы могут пересекаться, и это предполагает, что дефекты в регуляции этого сайта контакта могут управлять патогенезом различных заболеваний человека».
В ходе последующих исследований ученые сейчас изучают, как дисфункция белков, связывающих митохондрии и лизосомы вместе, может повлиять на функцию органелл, поскольку мутации в некоторых из этих белков уже связаны с неврологическими заболеваниями.«Очень важно, что теперь мы знаем, что эти органеллы общаются друг с другом напрямую.
Как именно эти контакты нарушаются при различных заболеваниях, включая болезнь Паркинсона, и как их терапевтически восстановить, будет предметом углубленных исследований в будущем. , — сказал Крайнк, также директор Центра нейрогенетики, профессор неврологической хирургии и физиологии в Файнберге и профессор нейробиологии в Колледже искусств и наук Вайнберга.Дэниел Иссельштейн, научный сотрудник лаборатории Крейнка, был соавтором статьи.
Исследование было поддержано грантами NIH / NINDS T32 NS041234, F32 NS101778 и R01 NS076054.