Митохондрия влияет на процессы старения не только через окислительный стресс, источником и ликвидатором которого она является. Подавление активности белков, обслуживающих синтез в митохондриях, приводит к увеличению жизни клетки, независимо от её чувствительности к окислительному стрессу.

Митохондрии давно подозревались в причастности к процессам старения. Эти клеточные органеллы обеспечивают клетку энергией, в прямом смысле сжигая внутри себя разнообразное топливо: питательные вещества окисляются в митохондриях кислородом, и после целой череды биохимических реакций получается высокоэнергетическая молекула АТФ, которую клетка может использовать для своих целей. Ну а поскольку в добыче энергии задействован кислород, попутно происходит накопление вредных побочных продуктов — свободных радикалов. Они довольно агрессивны и могут нарушать химические связи в самых разных биомолекулах, в том числе в белках и ДНК.

У митохондрии есть инструменты для гашения этих опасных окислителей, но со временем радикалов становится больше, и защитные системы клетки перестают справляться с ними. Окислительный стресс выходит из-под контроля. Вот так и получается, что энергостанции-митохондрии, в силу вредности профессии, играют довольно серьёзную роль в дряхлении клетки и организма.

Рис. 1. Митохондрия клетки кишечного эпителия. На внутренних складках мембраны протекают окислительные реакции клеточного дыхания. (Фото Professors P. Motta & T. Naguro).

Учёные из Гётеборгского университета (Швеция) обнаружили, что выключение некоторых митохондриальных белков замедляет процесс старения (кратко об этом мы уже писали здесь). Вроде бы ничего удивительного, но эти белки, как оказалось, не имеют никакого отношения к энергетике и окислительным процессам. Речь идёт о белках внутреннего хозяйства, называемых белками трансляционного контроля митохондрий (МТС — mitochondrial translational control) и необходимых для нормального биосинтеза в этих органеллах. (Митохондрии, к слову, замечательны ещё и тем, что у них собственный, независимый от остальной клетки геном и собственный же белоксинтезирующий аппарат; в этом смысле митохондрии представляют собой что-то вроде государства в государстве).

Но вот эти МТС-белки, как оказалось, имеют полномочия, выходящие за пределы митохондрий: они влияют на стабильность генома клетки, упаковку хроматина и способность клетки избавляться от повреждённых и опасных белков. Митохондриальные белки обнаружили себя в тесном сотрудничестве с некоторыми из сигнальных молекул клетки, которые управляют активностью других белков, ответственных за состояние хромосом и уборку белкового «мусора» — испорченных и повреждённых молекул. Исследователи экспериментально подавляли синтез ряда белков из МТС-группы, и в результате наблюдали «засыпание» значительной части клеточного генома (ДНК в хромосомах оказывалась плотно упакована и закрыта от чтения), увеличение срока жизни клеточных белков и активизацию «систем уборки»; клетка как бы сбавляла рабочие обороты и начинала лучше следить за собой.

Итог: при выключенных МТС-белках клетки жили дольше. И что более важно — на продление жизни таким способом не оказывала влияние чувствительность клеток к свободным радикалам. Так, клетки дрожжей с выключенными МТС-белками сохраняли жизнеспособность одинаково долго даже тогда, когда у них искусственно портили ферменты, отвечающие за борьбу с окислительным стрессом.

Полностью результаты исследований, посвящённых роли митохондрий в старении, опубликованы в журнале Molecular Cell.

С узкоспециальной точки зрения эксперименты шведских учёных объясняют несколько странных фактов, которые уже наблюдались, — когда нарушения в функционировании митохондрий приводили к увеличению жизни у грибов, дрозофил и круглых червей. Считалось, что всякие погрешности в работе этих органелл ведут лишь к усилению неконтролируемых окислительных процессов и, следовательно, к ускорению старения. Теперь можно с уверенностью сказать, что всевозможные антиоксиданты не молодильные яблоки, не панацея от смерти: на старение в обход окислительных процессов влияют те же митохондрии.

Впрочем, сами исследователи намерены заставить митохондриальные белки поработать на продление жизни: раз уж они влияют на стабильность биомолекул в клетке, нельзя ли с их помощью воспрепятствовать развитию таких заболеваний, как рак или болезнь Альцгеймера, которые как раз связаны с расшатанностью генома и нарушениями в синтезе и упаковке белков?