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

Премия за самый короткий импульс света Премия за самый короткий импульс света

Как электроны связаны с современной наукой?

Наука и жизнь
«Что знает Мариэль?»: зачем колкое драмеди меняет местами детей и родителей «Что знает Мариэль?»: зачем колкое драмеди меняет местами детей и родителей

Как «Что знает Мариэль?» по-новому рассматривает детско-родительские отношения

Forbes
Квантовое превосходство Квантовое превосходство

«Квантовый компьютер – атомная бомба XX века»

ТехИнсайдер
Нина Гребешкова: «Лёня на меня действовал магически» Нина Гребешкова: «Лёня на меня действовал магически»

В его присутствии мне хотелось быть умнее. Не хохотать без особой причины

Караван историй
Резерфорд и рождение экспериментальной ядерной физики Резерфорд и рождение экспериментальной ядерной физики

Первое искусственное превращение химических элементов

Наука и жизнь
Типы старения лица и кожи: какие бывают и как их определить Типы старения лица и кожи: какие бывают и как их определить

Какие типы старения лица и организма существуют?

РБК
Каждая личинка — индивидуальность Каждая личинка — индивидуальность

Эти небольшие червячки красного цвета — объект пристального внимания биологов

Наука и жизнь
Антиоксиданты: зачем они нужны и где их искать Антиоксиданты: зачем они нужны и где их искать

Какие продукты стоит внести в меню, чтобы поддерживать тело в тонусе?

Правила жизни
Электрокарский cловарь. Мужская версия Электрокарский cловарь. Мужская версия

Толковый словарь электромобилиста

Автопилот
Как заснуть буквально за минуту: способ, который все мы бессознательно используем Как заснуть буквально за минуту: способ, который все мы бессознательно используем

Как помочь своему организму заснуть?

Maxim
Цикличность большого взрыва Цикличность большого взрыва

Каков физический механизм Большого взрыва?

Наука и жизнь
Нестор Энгельке Нестор Энгельке

Нестор Энгельке внес топоропись в энциклопедию современного искусства

Собака.ru
Между свободой и хаосом: как собственнику правильно передать полномочия Между свободой и хаосом: как собственнику правильно передать полномочия

Как избежать ошибок при передачи полномочий на бизнес

Forbes
Кадровиков много, а пользы — мало: 5 неочевидных ошибок в HR, которые могут стоить вам сотрудников Кадровиков много, а пользы — мало: 5 неочевидных ошибок в HR, которые могут стоить вам сотрудников

О главных ошибках, которые допускает бизнес в работе с кадрами

Inc.
Как превратить посуточную аренду загородного дома в доходный бизнес Как превратить посуточную аренду загородного дома в доходный бизнес

Посуточная сдача загородного дома: как запустить и развивать такой бизнес?

Inc.
Icegergert Icegergert

Как 23-летний музыкант Георгий Гергерт встряхнул российскую рэп-сцену

Собака.ru
Жизнь вечная Жизнь вечная

Глагол — это жизнь как она есть

Seasons of life
Эдуард Илоян: Рынок может сам себя отрегулировать Эдуард Илоян: Рынок может сам себя отрегулировать

Генпродюсер YBW — о будущем «Папиных дочек» и стратегии компании

Ведомости
Укус осы: правила первой помощи и 8 советов, как его избежать Укус осы: правила первой помощи и 8 советов, как его избежать

Большой угрозы укус осы не представляет, но есть исключения

РБК
Три страницы ненаписанной летописи: как виноделы боролись за вино в годы ВОВ Три страницы ненаписанной летописи: как виноделы боролись за вино в годы ВОВ

Проверку на соответствие системе ценностей вино прошло в годы ВОВ

Forbes
Здоровье с поддержкой Здоровье с поддержкой

В России отрасль развития медицинских технологий проходит этап становления

Ведомости
Как правильно подключить усилитель к магнитоле в машине Как правильно подключить усилитель к магнитоле в машине

Как подключить сабвуфер и усилитель к магнитоле?

РБК
Наталия Лебина Наталия Лебина

Историк и профессор Лебина — главный летописец советской повседневности

Собака.ru
Александр Дашевский и Рубен Монахов Александр Дашевский и Рубен Монахов

Беседа с художниками, которые открыли artist-run space НеНеМу

Собака.ru
Самый секретный агент Самый секретный агент

Из чего сделан мир Джеймса Бонда Яна Флеминга

Weekend
Чувствительность к горькой пище связана с заболеваниями почек и биполярным расстройством Чувствительность к горькой пище связана с заболеваниями почек и биполярным расстройством

Как отвращение к горькому вкусу брокколи связано с вашим здоровьем?

ТехИнсайдер
Ученые нашли «внеземную» химию под крупнейшими литиевыми залежами на Земле Ученые нашли «внеземную» химию под крупнейшими литиевыми залежами на Земле

Химический состав литиевых рассолов резко отличается от привычных соленых вод

Inc.
«Россия: страна, которая хочет быть другой. Двадцать пять лет — взгляд изнутри» «Россия: страна, которая хочет быть другой. Двадцать пять лет — взгляд изнутри»

Приватизация и либерализация цен изменила жизнь россиян

N+1
Скромные великаны Скромные великаны

В Португалии больше потерь и сожалений об утраченном величии, чем приобретений

Seasons of life
Слишком заняты, чтобы спать: как сон влияет на эффективность CEO Слишком заняты, чтобы спать: как сон влияет на эффективность CEO

Об особенностях и важности такого простого состояния управленца, как сон

Forbes
Открыть в приложении