Ученые Европейской молекулярно-биологической лаборатории открыли механизм адаптации клеток к голоданию. Результаты исследования вышли в Nature Communications.
Объектом изучения стали пивные дрожжи Schizosaccharomyces pombe. Они, как и клетки человеческого организма, эукариоты, поэтому на них удобно моделировать фундаментальные внутриклеточные процессы.
Ученые заметили, что в условиях недостатка питательных веществ митохондрии дрожжевых клеток ощетиниваются роем рибосом — массивных органелл, предназначенных для синтеза белков. Биологи изучили это явление методами одночастичной криоэлектронной микроскопии и криоэлектронной томографии.
Выяснилось, что голодающие рибосомы не производят белков — они словно впадают в спячку.
«Один из способов для клетки пережить стрессовые условия до лучших дней — это свести потребление энергии к минимуму. Производство белков требует большого количества энергии, которую можно сэкономить, блокируя рибосомы», — объясняет первый автор исследования Оливье Жемен. «Могут быть разные объяснения. Голодная клетка в конечном итоге начнет переваривать себя, поэтому рибосомы могут покрывать митохондрии, чтобы защитить их. Еще одной причиной может быть необходимость быстро запустить выработку энергии, как только появятся питательные вещества», — говорит руководивший исследованием Симоне Маттеи.
Борьба голодающих дрожжевых клеток за выживание напомнила ученым жизнедеятельность раковых клеток. Им, каким бы странным это ни казалось, приходится весьма непросто. Когда опухоль становится агрессивной, ее клетки растут так быстро, что испытывают жесточайшую нехватку ресурсов — питательных веществ и кислорода. И тем не менее злокачественная ткань выживает и бурно развивается.
«Вот почему важно понять механизмы приспособления клеток к стрессовым условиям. Для этого мы сначала используем дрожжи, потому что можем гораздо легче ими манипулировать. Помимо этого, мы пытаемся морить голодом и культивируемые раковые клетки, чтобы выяснить, как они преодолевают голодание и иногда могут приводить к рецидиву рака», — отмечает Ахмад Джомаа из Медицинской школы Университета Вирджинии.
Понимание принципов адаптации онкоклеток к голоду поможет сделать их уязвимыми — и значит, найти способ лечения рака.
