Sciencemag.cz
Doporučujeme
Skutečně se myslí baterie, nejde o překlep, jakkoliv mitochondrie jsou přeměněné bakterie.
Vědci z Kalifornské univerzity v Irvine (UCI) a Pensylvánské univerzity poprvé pozorovali pomocí nových mikroskopů se superrozlišením elektrické náboje a výboje uvnitř mitochondrií izolovaných z buněk.
Zatímco mnoho dřívějších výzkumných projektů zkoumalo fyzikální vlastnosti těchto složek v živých buňkách, projekt pod vedením UCI je prvním, který využívá mikroskopy se superrozlišením ke studiu živých, extracelulárních mitochondrií. Tímto způsobem vědci pozorovali změny v mitochondriálních membránách za různých metabolických stavů, a tak byli schopni sledovat elektrofyziologické fungování těchto organel, izolovaných, ale „živých“. Uvnitř buněk přitom nelze ovládat tyto elektrochemické „strojky“ v tom smyslu, že by se dala každá jednotlivá mitochondrie různě elektricky nabíjet a vybíjet.
Autoři studie využili novou generaci mikroskopů se superrozlišením. Členové týmu použili ve své studii všechny tři přední metody supermikroskopie – mikroskopii airy, mikroskopii s vyčerpáním stimulovanou emisí a mikroskopii se strukturovaným osvětlením mřížky. (Supermikroskopie na Wikipedia.cz)
To jim umožnilo zkoumat krysty, opakující se hadovité struktury uvnitř mitochondrií, které měří přibližně 100 nanometrů. Nejkratší vlnová délka viditelného světla je přitom asi 380 nanometrů, čili bez supermikroskopie by to prostě nešlo. Klíčové ovšem bylo, že mitochondrie se daly studovat „mimo běžný provoz“, vyjmuté z buňky a přitom živé. Daly se tedy kontrolovaně vybíjet a nabíjet, asi jako baterie vyjmutá z elektromobilu (naopak – jak chcete pořádně zkoumat baterii během jízdy elektromobilu; metafora z průvodní tiskové zprávy).
„Mohli jsme detailně pozorovat, jak se každá jednotlivá část chová jako jediná baterie, podobně jako se akumulátory v dronech a elektromobilech – což je mnoho menších baterií – jednotlivě spojují, aby poháněly vozidlo,“ říká spoluautor výzkumu Peter Burke z UCI. „Zajímavé je, že jsme zjistili, že se mitochondriální baterie při nabíjení a vybíjení přeskupují, což je vlastnost, kterou u běžných baterií nenajdeme.“
Experimenty potvrdily to, co si vědci již předpokládali: Vnitřní struktura mitochondrií se mění v závislosti na metabolických potřebách buňky. Mitochondrie může podle potřeby vytvářet a ničit své „baterie“ (krysty).
Podobné výsledky týkající se mitochondrií mají samozřejmě dost zásadní (alespoň potenciálně) vztah k medicíně, protože právě kyslíkovému metabolismu se často přičítá hlavní vina na stárnutí, objevil se i přímo pojem „mitochondriální medicína“ atp.
ChiaHung Lee et al, Super-Resolution Imaging of Voltages in the Interior of Individual, Vital Mitochondria, ACS Nano (2023). DOI: 10.1021/acsnano.3c02768
Zdroj: University of California, Irvine / Phys.org, přeloženo/zkráceno
Poznámka PH: Máme dnes technologii, abychom dokázali udržet mitochondrie mimo buňku živé nějak delší dobu? Řekněme, že živé by znamenalo i to, aby se mitochondrie také dokázaly dělit… (Samozřejmě mitochondrie, ač původem bakterie, nejsou dnes už soběstačné, většinu genů předaly do jádra, čili neumějí si syntetizovat své vlastní proteiny; nedají se jen tak vyjmout a pěstovat na nějakém živném médiu.)
