Ранее считалось, что митохондрии — энергетические станции клетки — вырабатывают энергию, которая затем просто свободно расходится по цитоплазме, пока не достигнет клеточного ядра. Однако масштабное исследование, опубликованное в Nature, опровергает эту старую модель. Группа исследователей под руководством Ивана Менендеса-Монтеса и Хешама Садека, показала, что митохондрии физически стыкуются с ядром, создавая для него собственный выделенный кабель энергоснабжения.

Оказалось, что клеточное ядро, являясь главным потребителем ресурсов, не полагается на случайную доставку молекул. Исследователи выяснили, что митохондрии прикрепляются непосредственно к ядерным порам. Это происходит благодаря прямому физическому контакту двух специфических белков: один из них (VDAC1) находится на поверхности митохондрии, а второй (RANBP2) — на самом ядерном шлюзе. Такая связка работает подобно зарядному устройству, вставленному в розетку, позволяя напрямую и без потерь закачивать молекулы энергии (АТФ) прямо в командный центр клетки.

Чтобы доказать критическую важность этого контакта, ученые провели изящный эксперимент. Они искусственно отодвинули митохондрии от ядра всего на 500 нанометров, что в тысячи раз тоньше человеческого волоса. В результате такого незначительного отдаления приток энергии к ядру упал практически до нуля. Это окончательно подтвердило, что свободного плавания молекул в пространстве клетки абсолютно недостаточно для обеспечения таких энергозатратных процессов, как чтение генов и клеточное деление. Ядро и митохондрии скоординировали свою работу настолько плотно, что эволюция буквально создала для ядра эксклюзивную службу доставки энергии.

Это открытие описывается авторами как новая парадигма в клеточной биологии, открывающая фундаментально новые пути для исследований по нескольким направлениям.

Во-первых, это изучение механизмов клеточного старения и того, как органы теряют свои функции с возрастом.

Во-вторых, это более глубокое понимание процессов развития онкологических заболеваний.

В-третьих, это регенеративная медицина и поиск новых методов лечения сердечно-сосудистых патологий.

В-четвёртых, это более глубокое понимание того, как формируются ткани организма в процессе эмбрионального развития.