Митохондрии – это органеллы, которые встречаются в высших клетках и выполняют множество функций. Они наиболее известны тем, что преобразуют энергию, хранящуюся в пище, в энергию, которая может использоваться для клеточных биохимических реакций. Однако они также несут ответственность за производство многих продуктов метаболизма и кофакторов, которые необходимы для функционирования многих ферментов.
Значит, если с ними что-то пойдет не так, могут возникнуть заболевания. Дефектные митохондрии приводят, прежде всего, к заболеваниям тканей и органов, требующим большого количества энергии.
Поэтому они часто влияют на нервную систему, сердце или скелетные мышцы.
Генетический анализ генома пораженных пациентов и их семей с трех разных континентов показал, что определенный ген всегда был изменен наследственной мутацией. Этот ген обеспечивает основу для белка, необходимого в митохондриях. Здесь этот белок удаляет сигнальные присоединения, известные как пре-последовательности, которые необходимы для импорта большей части митохондриальных белков из клеточной жидкости.
Поэтому ее называют митохондриальной предследовательной протеазой (МРР).
В своей работе на стыке фундаментальных исследований и медицины Фогтл и ее команда показали, что генетические изменения в гене MPP приводят к белку с нарушенным функционированием. Он больше не может эффективно расщеплять пре-последовательности, что приводит к накоплению незрелых белков в митохондриях. Это может привести к нарушению многих митохондриальных функций.
В части своего исследования Фогтл использовала пекарские дрожжи в качестве модельного организма. В дрожжевой MPP, который связан с человеческим геном, ее команда ввела те же вызывающие заболевание мутации и изучила их последствия для рабочих процессов в митохондриях.
«К сожалению, с помощью наших исследований мы еще не смогли спасти ни одного из больных детей», – говорит Фогтл, добавляя: «Однако без этого фундаментального объяснения патологических механизмов невозможно разработать терапевтические подходы. Мы надеемся, что наша работа приведет к разработке эффективных методов лечения в долгосрочной перспективе."