Независимо от того, сколько повреждений накопилось в ДНК митохондрий во время жизни, клетка всё равно может стареть очень быстро — из-за генов, которые изначально были унаследованы с митохондриальным геномом.

Считается, что клетки стареют из-за накапливающихся в них дефектов ДНК и других макромолекул. В первую очередь такие нарушения аккумулируются в митохондриях, которым постоянно приходится иметь дело с кислородом: реакции, приводящие к синтезу энергетической молекулы АТФ, приводят заодно и к появлению агрессивных радикалов-окислителей, которые повреждают макромолекулы.

Разумеется, есть специальные механизмы, нейтрализующие опасные молекулы и ликвидирующие повреждения, но со временем изъянов становится всё больше, и в итоге ДНК митохондрий уже не может обеспечить их должного функционирования.

Однако, как оказалось, в старении виноваты не только генетические дефекты, которые митохондрии приобрели за время жизни клетки, но и сами гены. Митохондриальная ДНК, как известно, наследуется полностью по материнской линии: митохондрии сперматозоида никакой роли тут не играют, и получается, что наше старение зависит от материнских генов.

Исследователи из Каролинского института (Швеция) и Института биологии старения Общества Макса Планка (Германия) экспериментировали с одним из генов митохондрий мышей — PolgA. У этого гена есть обычный и мутантный варианты (аллели), и учёные комбинировали их с одним и тем же набором ядерных генов. Оказалось, что мутантный вариант митохондриального гена заставлял мышей стареть быстрее, независимо от того, сколько повреждений в течение жизни получила ДНК, хоть митохондриальная, хоть ядерная.

По большому счёту, любая мутация тоже представляет собой повреждение в ДНК, однако в данном случае речь идёт не о благоприобретённой мутации, которую можно получить из-за того же окислительного стресса, а о наследуемой.

Всё это лишь укрепляет представление о митохондриях не только как об источниках энергии для клетки, но и как об источниках старения. Что, в свою очередь, заставляет исследователей интенсивнее искать способы уменьшения вреда, получаемого митохондриями в течение жизни. Ведь если с такими повреждениями совпадут ещё и плохие гены, доставшиеся от матери, организму останется жить всего ничего.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

Подготовлено по материалам Общества Макса Планка.

ссылка на статью