«Здоровье митохондрий важно для физиологии и болезней. Это хорошо известно.
Однако вся область митохондриального здоровья в значительной степени не исследована, в значительной степени из-за отсутствия полезных инструментов. Это препятствует пониманию важности митохондрий при заболеваниях. ", — сказал исследователь UVA Чжэнь Янь, доктор философии из Центра сердечно-сосудистых исследований UVA. «С помощью этого исследования мы впервые показали, что можем использовать репортерный ген для надежного измерения состояния митохондрий in vivo.
Мы считаем, что этот инструмент позволит нам проникнуть в область митохондриальной биологии, как никогда раньше».«Раньше мы могли видеть митохондрии под электронным микроскопом.
Это показало нам только то, как они выглядели», — сказал Ян. «Теперь мы можем измерить здоровье миллионов митохондрий одним нажатием кнопки».Здоровье и стресс
Ян и его команда основали новый инструмент на репортерном гене, типе гена, который используется в научных исследованиях для определения активности и функции других генов. Репортерный ген производит белок, который светится зеленым светом, когда создается заново; белок затем переходит в красный цвет по мере старения. Задавая репортерному гену специфические направления нацеливания, исследователи UVA смогли проинструктировать белок проникнуть в митохондрии, заставив их светиться. «Итак, теперь у нас есть флуоресцентные митохондрии, которые изначально имеют флуоресцентный зеленый цвет, а затем, по мере того, как митохондрии стареют или окисляются, они переходят в красный цвет, чтобы мы могли оценить статус окисления», — сказала Рианна Лейкер, доктор философии, научный сотрудник Yan’s lab и ведущим автором новой статьи, подробно описывающей эту работу.Исследователи проверили свой инструмент на мухах, червях и мышах.
Они обнаружили, что у мышей, получавших диету с высоким содержанием жиров, было больше красных митохондрий, что означает, что митохондрии подверглись стрессу или окислению, в то время как у мышей, которые тренировались, было больше зеленых митохондрий, сказал Лейкер. Это открытие говорит как о важности упражнений, так и о потенциальной диагностической силе нового инструмента, получившего название MitoTimer.Большая картинкаВоспользовавшись обширным опытом медицинского факультета, лаборатория Яна в сотрудничестве с Джеффом Соцерманом, доктором философии Департамента биомедицинской инженерии, подняла работу на новый уровень.
Команда Саусермана разработала компьютерную программу, которая может анализировать степень митохондриальной флуоресценции для оценки как отдельных митохондрий, так и общего отношения красного к зеленому в определенной области. Это соотношение говорит о здоровье клеток. «Митохондрии являются одновременно двигателем клетки и датчиком метаболического состояния и стресса», — сказал Ян.