Мітохондрії, відомі як «електростанції клітини», десятиліттями були визнані клітинною органелою, в якій цукор і жири окисляються для отримання енергії.
Тепер нові дослідження вчених університету UCLA виявили, що не всі мітохондрії відповідають цьому визначенню. У кожній клітині можна знайти групу спеціалізованих мітохондрій, прикріплених до жирових крапель. Замість того, щоб спалювати жир для створення енергії, ці спеціалізовані мітохондрії відповідають за забезпечення енергії для створення і зберігання молекул жиру.
«Це дійсно абсолютно новий погляд на мітохондрії і те, що вони можуть зробити», - сказав провідний автор доктор Оріан Ширихай, професор медицини в галузі ендокринології та фармакології Медичної школи Девіда Геффена в Каліфорнійському університеті Лос-Анджелеса. Відкриття, опубліковане в Cell Metabolism, може одного разу призвести до нових методів лікування ожиріння, хвороб печінки та інших метаболічних захворювань, додав він.
Мітохондрії, невеликі органели, які присутні сотнями або тисячами всередині багатьох типів клітин, містять молекулярний механізм для отримання АТФ, молекули, яка зберігає енергію в клітинах. Мітохондрії в будь-якій цій клітині завжди вважалися однорідними, тому що вони постійно зливаються і поділяються один з одним у процесах, відомих як «злиття» і «ділення» відповідно.
У минулому дослідники помітили, що, дивлячись на клітини під мікроскопом, деякі мітохондрії асоціюються з ліпідними краплями, невеликими скупченнями жирових молекул. Ці мітохондрії, пов'язані з ліпід-краплею, особливо численні в коричневому жирі, нещодавно виявленому типі жирової тканини, яка використовує жир для вироблення тепла, а не для зберігання жиру.
Дослідники більш детально розглянули цю групу мітохондрій. По-перше, вони помітили, що мітохондрії, згруповані навколо ліпіда, як видається, не взаємодіють в нормальному циклі ділення і синтезу з іншими мітохондріями в коричневих жирових клітинах.
«Вони схожі на ексклюзивний клуб мітохондрій, які не допускають інших», - сказав Ширихай, який очолює тему досліджень метаболізму в Медичній школі Геффен. "І тоді виникає велике питання: чому вони так поводяться? "
Щоб відповісти на питання, дослідники розробили новий метод вилучення мітохондрій, пов'язаних з ліпід-краплями, з клітин. Вони відділяли жирові краплі від інших клітинних компонентів, поміщали жири в розчин і фарбували суміш для виявлення присутності мітохондрій, підтверджуючи, що органели залишалися пов'язаними з ізольованими краплями ліпідів. Потім вони центрифугували на високій швидкості зразки, відокремлюючи мітохондрії для подальшого вивчення.
Коли команда вивчила виділені мітохондрії, вчені виявили, що вони біохімічно відрізняються від мітохондрій, виявлених в іншому місці клітини.
«Більшість дослідників припускали, що ліпідні краплі схожі на закусочну, де мітохондрії вирушили поїсти», - сказав Ширихай. «Виявляється, навпаки, мітохондрії допомагають будувати ліпідні краплі».
Коли коричневі жирові клітини активуються, щоб спалювати жир і виробляти тепло, як це відбувається в холоді, мітохондрії диспергуються з крапель ліпідів.
«Якщо ми визначимо способи запобігання взаємодії мітохондрій з ліпідними краплями, в першу чергу, ми зможемо активувати коричневий жир, щоб спалювати жири і лікувати ожиріння», - кажуть дослідники.
Висновок також ставить під сумнів традиційні методи, що використовуються для вивчення мітохондрій. Щоб ізолювати мітохондрії для дослідження, вчені зазвичай використовують протоколи, які відокремлюють органели від інших компонентів клітин, включаючи жири, які відкидаються. Тепер, виявляється, ті подрібнені жири, ймовірно, включали підмножину раніше не досліджених мітохондрій.
«Ми систематично викидали всі ці ліпід-асоційовані мітохондрії у всіх дослідженнях, які були зроблені на мітохондріях в минулому», - сказав Ширихай.
Зараз команда UCLA планує вивчити, чи мають мітохондрії інших типів тканин, включаючи печінку, яка будує багато молекул жиру, цю спеціалізовану функцію, допомагаючи збирати ліпідні краплі.