Когда разобщающие белки активны, митохондрии выделяют тепло вместо АТФ. Это может быть полезно при определенных обстоятельствах, например, когда животное впадает в спячку. Но они есть и у животных, не впадающих в спячку. Особенно плохо изучен разобщающий белок UCP2. Елена Поль и ее коллеги из Университета ветеринарной медицины в Вене показывают, что белок встречается в основном в клетках иммунной системы. Провокационные выводы группы опубликованы в онлайн-журнале PLOS ONE.
Митохондрии представляют собой электростанции эукариотической клетки. Они могут использовать первичный продукт распада сахаров для создания градиента протонов через свою внутреннюю мембрану и использовать этот градиент для производства АТФ, который управляет клеточным метаболизмом. Важность митохондрий для высших форм жизни ясно из того, что происходит, когда их функция блокируется: известно, что многие яды, такие как цианид, действуют таким образом.
В этом свете открытие в 1973 году эукариотического белка, который рассеивает протонный градиент, не генерируя АТФ, было весьма неожиданным. Когда этот белок, термогенин, активен, митохондрии производят тепло, а не АТФ. Теперь мы знаем, что термогенин – всего лишь один из членов семейства так называемых «разобщающих белков», которые могут использовать протонные градиенты для генерации тепла. Член-основатель семейства, термогенин, был переименован в разобщающий белок 1 или UCP1 и, как известно, играет важную роль в помощи животным согреться во время спячки, а младенцам – в поддержании температуры тела. Действия других членов семьи менее понятны. Особенно загадочным является UCP2, но важные ключи к разгадке его функции были предоставлены Анной Рупрехт и ее коллегами из Института физиологии Университета ветеринарной медицины в Вене. Вместе с партнерами из Германии и Швеции исследователи тщательно изучили распределение белка UCP2 у мышей. Их результаты ясно показали, что UCP2 преимущественно экспрессируется в клетках, связанных с иммунной системой, а не, как принято считать, в нейронах.
Подразумевалось, что UCP2 может каким-то образом участвовать в иммунной функции. Эта удивительная идея была проверена путем изучения изменения уровней UCP2 в Т-клетках, которые были стимулированы к действию специфическим антигеном. Стимуляция действительно вызвала увеличение количества UCP2 в клетках. Это сопровождалось увеличением концентраций других белков, которые, как известно, вырабатываются в ответ на активацию Т-клеток. При дальнейшей стимуляции клеток через семь и четырнадцать дней количество UCP2 увеличивалось, хотя количество других исследованных белков не увеличивалось.
Заманчиво предположить, что увеличение уровня UCP2 может быть вовлечено в передачу сигналов о стимуляции Т-вызова, но Поль быстро опровергает это мнение. "Энн показала, что увеличение UCP2 начинается только через несколько часов после активации Т-клеток, в то время как другие события наблюдаются гораздо раньше. Таким образом, UCP2 прибывает слишком поздно, чтобы участвовать в стимуляции клеток, поэтому увеличение должно быть связано с общими метаболическими изменениями в пролиферирующих клетках. Это согласуется с нашим наблюдением, что UCP2 не обнаруживается в нейронах, которые больше не размножаются" Другими словами, хотя мы все еще не можем быть уверены в точной функции этого интригующего белка, "по крайней мере, теперь мы знаем, с чего начать!" И открытие того, что UCP2 требуется быстро пролиферирующим клеткам, может иметь важные последствия для разработки методов лечения иммунных расстройств, таких как аутоиммунные и нейродегенеративные заболевания, а также, возможно, других заболеваний, при которых клетки быстро делятся, таких как рак.