Дата публикации: 05 февраля 2020 г.

В токе крови найдены митохондрии

Внутриклеточные дыхательные органеллы - митохондрии - можно найти во внеклеточной пространстве. Они встречаются отдельными фрагментами или в пузырьках. Показано, что пробы крови содержат полностью работоспособные митохондрии в нормальном физиологическом состоянии. Кроме того, ученые обнаружили, что культуры нормальных и опухолевых клеток способны выделять собственные митохондрии.

Митохондрии всегда рассматривались как энергетические базы клетки присущие живым организмам от одноклеточного до млекопитающего. Признаки митохондрий такие как двойная мембрана, кольцевая ДНК, ее длина, синтезируемые белки, характерны для бактерий. Так что часто митохондрии эволюционно считаются потомками бактерий, когда-то проникнувших внутрь эукариотической клетки.  Однако структура внеклеточной митохондриальной ДНК (мхДНК) пока неизвестна. 

Внеклеточная мхДНК, получаемая из крови здоровых и больных людей, известна исследователям более  7 лет.  Ее происхождение, состав и функции по-прежнему остаются в фокусе внимания исследователей.  В отличие от внеклеточной ядерной ДНК (кое-что о которой ученые знают), мхДНК – небольшая, кольцевая молекула незащищенная белками-гистонами, и, следовательно, более генетически уязвимая. 

В одной из статей 2019 года отмечено,  что в плазме здоровых людей приблизительно в 50 тыс. раз больше копий митохондриальной, а не ядерной ДНК. То есть мхДНК достаточно легко обнаружить и определить. Именно поэтому ее иной раз рассматривают в качестве онкомаркера без инвазивного вмешательства.

В настоящем исследовании ученые искали и изучали структуры, содержащие мхДНК в периферической крови человека. Образцы крови здоровых добровольцев были представлены центром переливания крови в Монпелье, Франция. Клеточные образцы с раком толстой кишки человека получены из Американской коллекции типовых культур. Пробы были обработаны в течение четырех часов после взятия. Нормальная иммортализованная культура предоставлена лабораторией Андрея Туртоя (Монпелье, Франция). Все клеточные линии поддерживали при 37oС в атмосфере 5% СО2. Плазму отделяли центрифугированием. В 1 мл плазмы, по оценкам авторов, находится от 200 тыс. до 3, 7 млн. внеклеточных неповрежденных митохондрий. 

У здоровых и больных пациентов определяли количество внеклеточных ядерных и мхДНК. Для этого плазму крови центрифугировали при 4oС, а взятые в надосадочной жидкости ДНК анализировали количественной полимеразной цепной реакции (ПЦР). Опыт показал, что количество копий внеклеточной мхДНК в крови значительно выше ядерной. То есть подтвердил более ранние данные.

С помощью методов  флюоресцентной и трансмиссионной микроскопии, проточной цитометрии находили частицы размером более 0,22 мкм. Они содержали специфические белки мембран митохондрий. Из частиц выделяли целиковую внеклеточную мхДНК. Для чего использовали серию центрифугирований, фильтраций после ПЦР и секвенирование.  Кроме того, измерялось количество неповрежденных митохондрий в жидкости и их метаболическая активность. 

Для 13 образцов здоровых людей была еще измерена степень поврежденности мхДНК. Почти все образцы мхДНК оказались длиной более 300 п.н. и менее фрагментированными, чем ядерные. Их концентрации измерялись количественной ПЦР. Анализ окислительной активности (скорость потребления кислорода) внеклеточных митохондрий показал жизнеспособность по крайней мере части из них. 

Данный эксперимент существенно расширяет представления о межклеточных взаимодействиях. Дальнейшие шаги в рассматриваемой области помогут определить роль митохондрий как возможных сигнальных органелл вне клетки. Так легче будет понять, можно ли циркулирующие группы митохондрий использовать для раннего выявления и прогнозирования заболеваний. 

Источник: onlinelibrary.wiley.com

Гасанбекова Л. А. Оценка эффективности финансово-хозяйственной деятельности государственных унитарных предприятий Практическое пособие / Л. А. Гасанбекова, В. И. Никитина, Б. В. Сошников; под общ. науч. ред. канд. экон. наук О. А. Коробко. – М.: ФГБНУ «Аналитический центр» Минобрнауки России, 2019. – 49 с. (ISBN 978-5-904670-54-2). Доступна электронная версия печатного издания.

Вопросы контроля хозяйственной деятельности и финансового аудита, национальной безопасности, системного анализа и управления Сборник материалов III Всеросс. науч.-практ. конф., г. Москва, 29 декабря 2017. – М.: ФГБНУ «Аналитический центр» Минобрнауки России, 2018. – 200 с. (ISBN 978-5-904670-53-5). Доступна электронная версия печатного издания.

открыть полный список изданий Центра →