Ученые поняли, как клетки «переваривают» сахар
Ученые из Кембриджа наконец разобрались, как крошечная молекулярная машина в наших клетках помогает превращать сахар в энергию.
Этот процесс жизненно важен — без него не существовало бы ни людей, ни животных, ни растений.
Результаты опубликованы в издании Science Advances.
Речь идет о митохондриальном переносчике пирувата — молекулярном «шлюзе», который пропускает пируват (вещество, образующееся при расщеплении сахаров) внутрь митохондрий, наших клеточных „электростанций“. Его существование предположили еще в 1971 году, но только сейчас удалось рассмотреть структуру в деталях благодаря крио-электронной микроскопии, увеличивающей объекты в 165 000 раз.
Как это работает
- Сначала открывается внешняя «дверца» переносчика, и пируват попадает внутрь.
- Затем внешняя часть закрывается, открывается внутренняя — и молекула проникает в митохондрию.
Это похоже на шлюз в канале, только в микроскопическом масштабе, — объясняет профессор Эдмунд Кунджи.
Сначала ворота с одной стороны пропускают лодку, потом закрываются, и открываются с другой стороны, чтобы она могла плыть дальше.
Этот механизм — ключевой для выработки энергии. Если его заблокировать, клетки начнут использовать жиры или аминокислоты вместо сахаров. Это открывает возможности для лечения:
- Диабета и жировой болезни печени — если заставить организм сжигать лишний жир.
- Некоторых видов рака — опухолевые клетки часто «прожорливы» и зависят от пирувата.
- Даже облысения — блокировка переносчика может стимулировать рост волос.
Теперь мы видим, как лекарства могут «ломать» этот механизм, — говорит Кунджи. — Это поможет создавать более точные препараты.
Это открытие переводит фундаментальную науку в практическую плоскость. Зная точную структуру переносчика, можно:
- Разрабатывать таргетные лекарства — не «бомбить» весь организм, а точечно влиять на митохондрии.
- Контролировать метаболизм — например, перенаправлять энергетические потоки при ожирении.
- Бороться с раком — некоторые опухоли «подсели» на пируват, и их можно „уморить голодом“.
Но главное — это пример того, как долгие 50 лет исследований приводят к прорыву. Технологии (вроде крио-ЭМ) дозрели, и теперь мы видим то, что раньше было лишь гипотезой.
Ранее ученые нашли в человеческих клетках постороннюю ДНК.
