Изправени пред липса на АТФ от митохондриите, клетъчното ядро може да започне собствени механизми за синтеза на тези молекули.
Испанските биолози са определили ключови подробности за това как работи този "алтернативен източник на енергия" и са идентифицирали най-важните му протеини. Това е описано в статия, публикувана от списание Science.
Общата дължина на ДНК във всяка клетка на човешкото тяло е приблизително 2 m и е невъзможно да се постави в ядрото без сложна и плътна опаковка. В същото време много процеси, свързани с ДНК, включително репликация, поправяне и регулиране на генната активност, изискват „разопаковането“на хроматина и действието на протеините, които консумират енергия под формата на ATP молекули. АТФ се синтезира от митохондрии (по-рядко и в малки количества се образуват по време на реакции на гликолиза в цитоплазмата).
Въпреки това, при масивно пренареждане на хроматина възниква проблемът с доставянето на необходимите количества АТФ в ядрото. Затова преди повече от половин век се прие, че ядрото има свои собствени механизми за синтеза на ATP молекули. Това демонстрира и нова работа, извършена от испански биолози под ръководството на Мигел Беато от Барселонския институт за наука и технологии (BIST).
Авторите експериментират върху култура на туморни клетки на гърдата. Те измерват съотношението ATP към ADP („използваните“молекули на енергийния носител) в различни части на клетката: в митохондриите, в цитозола и в ядрото. Като блокират производството на АТФ в митохондриите, учените доказаха, че ядрото бързо изчерпва натрупаните резерви на АТФ. Въпреки това, в условията на необходимостта от сериозно пренареждане на хроматина (с добавяне на прогестин, който стимулира дълбоките промени в клетъчния метаболизъм), съдържанието на АТФ в ядрото продължава да се увеличава, въпреки факта, че митохондриите вече не попълват снабдяването им.
Източникът на АТФ в ядрото е поли- (ADP-рибоза) (поли- (ADP-рибоза), PAR), който се използва тук, по-специално за регулиране на активността на отделните ензими. PARG хидролизата до отделни мономери се осъществява от протеина PARG. В присъствието на пирофосфати, NUDIX5 хидролаза катализира превръщането им в АТФ. Мигел Беато и колегите му показаха, че инхибирането на който и да е от тези протеини предотвратява натрупването на АТФ в ядрата на клетките, дори и тези, третирани с прогестин, и води до рязко забавяне на процесите, изискващи пренареждане на хроматина.
В същото време авторите отбелязват, че и двата ензима проявяват повишена активност в раковите клетки. Това предполага, че преобразуването на генома, възникващо в тумора, изисква активен синтез на АТФ в клетъчните ядра и прави NUDIX5 обещаваща цел за създаването на нови противоракови лекарства.
Роман Фишман
Промоционално видео: