Ученые из МГУ предложили эффективный метод исследования клеточных органелл

Биологи из Московского государственного университета (МГУ) совместно с датскими и немецкими коллегами научились селективно исследовать перенос электронов между белковыми комплексами в живой митохондрии неразрушающими методами анализа. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Scientific Reports, а кратко о них сообщается в пресс-релизе МГУ, поступившем в редакцию «Ленты.ру».

В настоящее время существует множество методов исследования митохондрий, однако даже наиболее продвинутые из них не дают полного представления о том, что происходит между митохондриальными мембранами и самим цитохромом С при переносе электронов. Перспективным в этом смысле представляется метод гигантской (поверхностно-усиленной) рамановской спектроскопии, который и применили ученые из МГУ.

Этот метод давно и активно используется в физических и химических экспериментах. С середины-конца 1990-х годов им заинтересовались биологи и медики, изучающие свойства и строение молекул в составе живых клеток. Такая спектроскопия обещает стать эффективным способом извлечения информации о структуре и работе молекул внутри живых органелл или клеток, не разрушая их.

С середины 2000-х годов ученые начали довольно активно пытаться применять эту методику, до сих пор эти попытки не были успешны. Причина неудач связана с наноповерхностями, приводящими к существенному рамановскому рассеянию: из тысяч появившихся к тому времени вариантов одни не подходили для создания резонанса на нужных частотах, другие оказывались для митохондрий токсичными или сами быстро деградировали при помещении в физиологические жидкости.

Ученые на серебряную наноструктурированную поверхность поместили разбавленную суспензию митохондрий, облучили ее слабым лазерным пучком, а далее анализировали полученные спектры. При такой постановке эксперимента происходило многократное усиление комбинационного рассеяния только от молекул цитохрома С, благодаря чему можно было детально исследовать изменения, происходящие в его структуре при переносе электронов и синтезе АТФ.

«Ключевым моментом нашего достижения стал междисциплинарный подход к работе, в которую были вовлечены биологи, химики и физики. Это и привело к созданию уникальных наноструктурированных поверхностей и нового методического подхода в изучении митохондрий», — сказала ученый Надежда Браже.

В дальнейшем исследователи собираются изучать митохондрии, выделенные из сердечных и скелетных мышц у крыс при заболеваниях сердечно-сосудистой системы и сахарном диабете. Специалисты надеются применить полученные результаты в разработке методики диагностики патологий на начальном этапе развития болезни, что позволит лечить заболевания раньше и эффективнее.

Митохондрия является внутриклеточной органеллой, выполняющей энергетические функции. В ней синтезируется АТФ (аденозинтрифосфат) — основной переносчик энергии в клетке. Ключевую роль в энергоснабжении клетки играет транспорт электронов между специальными белковыми комплексами, важнейший из которых носит название цитохром С.