Большая команда ученых из Московского государственного университета в сотрудничестве с коллегами из Дании и Германии представила уникальную методику исследования процессов, происходящих в живой митохондрии, не разрушая ее. Метод позволяет селективно исследовать перенос электронов между белковыми комплексами в митохондрии. Работа опубликована в журнале Scientific Reports.
Митохондрию называют энергетической станцией клетки, при этом основную роль в производстве в ней универсального топлива организма — АТФ — играет перенос электронов между специальными белковыми комплексами, важнейший из которых носит название цитохром. Исследовать процессы, происходящие в митохондрии, важно еще и потому, что она содержит в себе митохондриальную ДНК. Это носитель генетической информации, которая передается по материнской линии из поколения в поколение, ее изучение помогает разобраться с тяжелыми наследственными заболеваниями и дает шанс на их излечение и предупреждение.
Ученые использовали метод так называемой гигантской или поверхностно-усиленной рамановской спектроскопии (SERS). Сам метод в применении к изучению биологических клеток известен давно, но существовал ряд трудностей, не позволяющих применять его эффективно. Сейчас же междисциплинарное сотрудничество помогло их разрешить и усовершенствовать метод. Для исследования ученые наносят на серебряную поверхность уникальной наноструктуры разбавленную суспензию митохондрий, далее облучают ее слабым лазерным пучком и анализируют полученные спектры SERS. Именно такая комбинация позволила многократно усилить комбинационное рассеяние именно от молекул цитохрома, благодаря чему стало возможным детально исследовать изменения, происходящие в его структуре при переносе электронов и синтезе АТФ.
Метод позволяет выйти на новый уровень изучения митохондрий, ученые надеются на новые открытия. «В качестве следующего шага хотим заняться исследованием митохондрий, выделенных из сердечных и скелетных мышц у крыс при заболеваниях сердечно-сосудистой системы и сахарном диабете. Мы надеемся, что полученные результаты позволят в дальнейшем разработать методику диагностики патологий на начальном этапе развития болезни, что позволит начинать лечение заболеваний раньше и эффективнее», — рассказала один из ведущих авторов исследования Надежда Браже из МГУ.
[Публикация подготовлена Центром популяризации научных знаний МГУ им. М.В. Ломоносова]
