BioScience Blog – Научный Биологический блог

В последнее десятилетие найдены разнообразные способы стимуляции обратимых изменений митохондриального мембранного потенциала. Так, в условиях субстратного голодания в культуре кардиомиоцитов взрослой крысы удается вызвать колебания митохондриального мембранного потенциала в целой группе митохондрий [2]. Этот метод в сочетании с последующим электронномикроскопическим изучением серийный срезов может стать основой для исследования связи морфологии митохондриома и его функциональной активности. Очевидным претендентом на роль структуры, обеспечивающей функциональную связь отдельных митохондрий, является межмитохондриальный контакт (ММК). Подтверждением этого служит следующий эксперимент: при окрашивании кардиомиоцитов потенциал-зависимым флуорохромом лазерное микрооблучение одной митохондрии вызывает гашение всех связанных с ней посредством ММК органелл [1]. Цель данной работы – изучить поведение митохондрий в клетках с системой ММК в условиях субстратного голодания. В качестве объекта исследования была выбрана первичная культура кардиомиоцитов новорожденных крысят. Прижизненное наблюдение за автофлуоресценцией флавопротеинов и флуоресценцией потенциал-зависимого красителя TMRE показало, что субстратное голодание в течение 1-2 ч. в клетках трехдневной культуры приводит к появлению скачкообразных изменений метаболической активности и мембранного митохондриального потенциала в многочисленных митохондриях. Помимо деэнергизации одиночных митохондрий, в условиях данного эксперимента удается наблюдать группы митохондрий, в которых происходит одновременная потеря сигнала. Такие группы состоят обычно из 2-4 (редко – из нескольких десятков) рядом расположенных митохондрий. В ходе работы был разработан метод компьютерной обработки изображений, позволивший автоматизировать процесс поиска групп митохондрий, в которых происходят синхронные изменения трансмембранного потенциала. Культура кардиомиоцитов новорожденных крысят является удобной моделью для изучения на электронномикроскопическом уровне функциональной роли морфологического объединения митохондрий посредством ММК.

Литература: 1. AmchenkovaA.A., BakeevaL.E., ChentsovY.S., SkulachevV.P., ZorovD.B. 1988.
Coupling Membranes As Energy-transmitting Cables. I. Filamentous Mitochondria in Fibroblasts and Mitochondrial Clusters in Cardiomyocytes. The Journal of Cell Biology. 107: 481-495. 2. Romashko D.N., Marban E., O’Rourke B. 1998. Subcellular metabolic transients and mitochondrial redox waves in heart cells. CellBiology. 95:1618-1623.