В чем сложность изучения мутаций в митохондриальной ДНК? Как связана дисфункция митохондрий со старением и болезнью Паркинсона? Профессор Медицинской школы Гарварда Константин Храпко рассказывает о том, как разные клетки в кишечнике человека получают одинаковые мутации, в рамках проекта Serious Science, созданного командой ПостНауки.

Митохондрии, в отличие от всех остальных органелл клетки, обладают собственной ДНК. Так получилось потому, что митохондрии эволюционировали из древней симбиотической бактерии, которая жила внутри эукариотической клетки, вероятно, около 2 миллиардов лет назад. Важным свойством ДНК является то, что повреждения, наносимые различными токсичными веществами, со временем превращаются в мутации.

Мы знаем, что мутации в митохондриях соматических клеток наносят вред нашим клеткам. Но является ли это причиной старения? Пока на этот вопрос нет ответа, все, что у нас есть, — предварительные исследования. Проблема изучения митохондриальной ДНК и митохондрий в целом в том, что у нас очень мало способов работать с мутациями в митохондриях. Не существует генной инженерии применительно к митохондриям, мы не можем создать мутацию или ген, вставить в митохондрию и изучать такую линию клеток. Все, что мы можем, — это изучать предоставляемые природой мутации.

Что в действительности происходит в митохондриях пожилого человека? Чтобы выяснить это, берут замороженные образцы ткани, нарезают тонкими слоями специальным ножом и окрашивают особым красителем, который позволяет отличить клетки с активным митохондриальным метаболизмом. Если сделать это с обычной человеческой тканью, например мозгом или кишечником, то обнаружится мозаика клеток. Синим цветом будут окрашены клетки с негативным митохондриальным метаболизмом, а коричневым — здоровые клетки.