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
Все, везде и сразу: почему после отпуска мы чувствуем себя еще более уставшими и что с этим делать Все, везде и сразу: почему после отпуска мы чувствуем себя еще более уставшими и что с этим делать

Как проявляется постотпускная усталость и что помогает вернуться в форму

Правила жизни
Резерфорд и рождение экспериментальной ядерной физики Резерфорд и рождение экспериментальной ядерной физики

Первое искусственное превращение химических элементов

Наука и жизнь
В поиске общих интересов В поиске общих интересов

Пересечение интересов США и России возможно в энергетике и климатической сфере

Ведомости
Экстремалы в природе, или о пределах выносливости Экстремалы в природе, или о пределах выносливости

Они выбрали себе жизнь, какой не позавидуешь, и везде сумели освоиться

Наука и жизнь
Правила порядка Правила порядка

Как научить детей поддерживать порядок в своей комнате, не тратя на это часы

Новый очаг
Каждая личинка — индивидуальность Каждая личинка — индивидуальность

Эти небольшие червячки красного цвета — объект пристального внимания биологов

Наука и жизнь
Без крыши дороже Без крыши дороже

Стоят ли кабриолеты своих денег

Деньги
Секреты «Белого лебедя» Секреты «Белого лебедя»

В России возобновлено производство одного из мощнейших бомбардировщиков мира

Популярная механика
Объект, обнаруженный на краю Солнечной системы, бросает тень на существование Девятой планеты Объект, обнаруженный на краю Солнечной системы, бросает тень на существование Девятой планеты

Чем уникален седноид на краю Солнечной системы, получивший прозвище «Аммонит»

Inc.
Красота по-японски Красота по-японски

В чем суть ключевых понятий японской эстетики?

Вокруг света
Летают ли авиалайнеры над Северным полюсом: да, и это стоит сделать хотя бы раз в жизни Летают ли авиалайнеры над Северным полюсом: да, и это стоит сделать хотя бы раз в жизни

Почему летать через Северный полюс до сих пор рискованно

ТехИнсайдер
Инвестиции для ленивых Инвестиции для ленивых

Как развиваются индексные фонды в России и мире

Деньги
Свой парень: Харрисон Форд, единый во многих лицах Свой парень: Харрисон Форд, единый во многих лицах

Герои, на которых хочется быть похожим: вспоминаем главные роли Харрисона Форда

Правила жизни
Пример заразителен Пример заразителен

Как гаджеты могут стать наркотиком и почему их не стоит обвинять во всех бедах

Правила жизни
На чистые волосы и не чаще раза в неделю? Как  на самом деле следует пользоваться сухим шампунем На чистые волосы и не чаще раза в неделю? Как  на самом деле следует пользоваться сухим шампунем

Как правильно использовать сухой шампунь и каков его смысл на чистых волосах?

ТехИнсайдер
Американские горки Американские горки

Группа БКС возобновила торги американскими бумагами через свой инвестбанк

Ведомости
Юрий Никулин. Немножко больше, чем артист Юрий Никулин. Немножко больше, чем артист

Клоун — человек, который живет тем, что делает в манеже

Коллекция. Караван историй
Музей как увлечение Музей как увлечение

Единственный в своем роде: музей при Институте космических исследований РАН

Знание – сила
«Британский Шиндлер»: история Николаса Уинтона, спасшего 669 детей от нацистов «Британский Шиндлер»: история Николаса Уинтона, спасшего 669 детей от нацистов

Николаса Уинстона, британского филантропа, не просто так называют «Шиндлером»

ТехИнсайдер
«Нас отменили в один день». Что делать, чтобы возродить бренд — опыт «Боржоми» «Нас отменили в один день». Что делать, чтобы возродить бренд — опыт «Боржоми»

Как возрождался известный еще с советского времени бренд «Боржоми»

Inc.
Как вывести запах пота с одежды: 5 действенных методов Как вывести запах пота с одежды: 5 действенных методов

Чем можно убрать стойкий запах пота с одежды

ТехИнсайдер
Трансмонный кубит достиг миллисекундной когерентности Трансмонный кубит достиг миллисекундной когерентности

Физики изготовили трансмонные кубиты из напыленной пленки ниобия

N+1
Трагедия на химическом заводе Philips в 1989 году Трагедия на химическом заводе Philips в 1989 году

Что привело к ужасной трагедии на заводе Philips и какими стали ее последствия

ТехИнсайдер
РНК нейрональных предшественников в гиппокампе указала на нейрогенез у взрослых РНК нейрональных предшественников в гиппокампе указала на нейрогенез у взрослых

Как ученые подтвердили нейрогенез у взрослых

N+1
Стив Возняк Стив Возняк

Правила жизни инженера и предпринимателя Стива Возняка

Правила жизни
Эффект мерцания Эффект мерцания

Елизавета Ищенко — о трудностях взросления и борьбе с выгоранием

Правила жизни
Откуда что пошло на флоте Откуда что пошло на флоте

Повседневная жизнь на парусном военном корабле XVIII века

Наука и техника
Диагнозы не горят Диагнозы не горят

Новый детективный сериал видного сценариста Денниса Лихейна «Дым»

Weekend
Hастроение – прованс Hастроение – прованс

Создаем в квартире уютный деревенский стиль

Лиза
Открыть в приложении