Молекули-регулятори, що закривають небезпечні пори в мітохондріальній мембрані, працюють в нормальних спеціалізованих клітинах, але не працюють в клітинах злоякісних пухлин.
Енергію для клітини видобувають мітохондрії - органели, схожі на цистерни з двошаровою стінкою з двох мембран, внутрішньої і зовнішньої, причому зовнішня утворює безліч заплямувань всередину мітохондрії. Мембрани всіяні безліччю молекулярних каналів і транспортерів, так що через мембрани проходить не все, що завгодно, а тільки те, що потрібно вивести з мітохондрії або ввести в неї.
Але буває так, що у внутрішній мембрані відкривається так звана неспецифічна пора, через яку може безперешкодно проходити якщо не що завгодно, то дуже багато. Через неї мітохондрія може швидко скинути токсичні речовини, які в ній накопичилися і з якими не змогли впоратися мітохондріальні системи детоксикації і відкачування. (Мітохондрії займаються шкідливими речами: в якості побічного продукту енергетичних реакцій в них утворюються кисневі радикали - дуже небезпечні молекули-окислювачі.) Якщо пора потім закриється, мітохондрія продовжить працювати. Але якщо токсичних речовин було занадто багато, час відкривається незворотно. І тоді з мітохондрії в клітку виходять білки та інші молекулярні сигнали, які запускають програму клітинного самогубства. І якщо неспецифічні пори відкриваються відразу в багатьох мітохондріях, клітина дійсно гине.
Незворотне відкриття пір у мітохондріях трапляється при різних патологіях, від ішемічної хвороби серця до нейродегенеративних процесів. Тому по всьому світу дослідники шукають спосіб вчасно такі пори закривати. Співробітники Інституту теоретичної та експериментальної біофізики (ІТЕБ) РАН пишуть у Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - General Subjects, що існування пори залежить від нікотинаміденіндінуклеотиду, або NAD. Він існує в двох формах - окисленої NAD і відновленої NADH, де Н - іон водню. (Складова частина молекули NAD - нікотинамід, тобто амід нікотинової кислоти, яку ще називають ніацином, або вітаміном РР, або вітаміном В3.)
NAD (Н) працює коферментом, тобто молекулою, яка приєднується до білків-ферментів, допомагаючи їм виконувати ті чи інші реакції. У такому вигляді NAD (Н) бере участь у величезній кількості процесів. Зокрема, він необхідний в окислювально-відновлювальних реакціях для перенесення електронів - а адже саме в таких реакціях беруть участь мітохондрії, які окисляють киснем енергетичну сировину, щоб отримати з неї енергію.
Виявилося, що NAD (H) потужно придушують відкривання пори, тим самим захищаючи клітку та інші мітохондрії від сигналів, які можуть спровокувати непотрібну загибель. Нуклеотид працює не сам по собі, але в комплексі з іншою молекулою, яка пов'язує NAD (H) і в такому вигляді стежить за станом внутрішньої мембрани мітохондрій. Швидше за все, цей NAD (H) - зв'язувальний регулятор знаходиться у зовнішній мембрані або міжмембранному просторі мітохондрій.
Цікаво, що захисний ефект проявляється тільки в мітохондріях звичайних диференційованих клітин, але не в ракових і не в ембріональних клітинах, у яких немає конкретної спеціалізації і які тільки й роблять, що діляться. Ймовірно, механізм закривання пори якось пов'язаний з молекулярними процесами, які обслуговують клітинний поділ.
З практичної точки зору тут відкриваються два шляхи. З одного боку, шукати речовини, які, діючи на регулятор, закривали б пори в здорових нормальних клітинах. З іншого боку, шукати речовини, які відкривали б якомога більше пір в мітохондріях ракових клітин - раз їх там все одно ніхто не закриває, то можна за допомогою мітохондріальних пор спровокувати загибель пухлини.
За матеріалами прес-служби ІТЕБ РАН.