Митохондриите најчесто се опишуваат како енергетски централи на клетката, но нивната улога е многу поширока. Освен што создаваат енергија, тие носат и сопствен генетски материјал, познат како митохондријална ДНК. Во секоја клетка има стотици до илјадници копии од оваа ДНК, организирани во компактни структури наречени нуклеоиди.
Научниците одамна забележале дека нуклеоидите се распоредени прилично рамномерно долж митохондриите. Таквиот распоред е важен затоа што овозможува сигурно пренесување на митохондријалната ДНК при клеточна делба и поизедначено изразување на нејзините гени. Сепак, механизмот што го одржува овој ред долго време останувал нејасен.
Ново истражување на научници од ЕПФЛ покажува дека клучот можеби лежи во феномен наречен „pearling“ на митохондриите. Станува збор за краткотрајна промена на обликот при која митохондријата наместо мазна цевчеста форма добива изглед на низа зрнца. Во текот на овој процес, групите митохондријална ДНК се раздвојуваат и повторно се распределуваат, што помага нуклеоидите да останат на правилно растојание еден од друг.
За да го следат овој процес, истражувачите користеле повеќе напредни техники за снимање на живи клетки, вклучувајќи суперрезолуциска микроскопија, корелативна светлосна и електронска микроскопија и фазно-контрастна микроскопија. Со нив успеале да ги набљудуваат поединечните нуклеоиди, брзите промени во формата на митохондриите и нивната внатрешна организација.
Снимките покажале дека ваквите „зрнести“ трансформации можат да се случуваат неколку пати во минута. За време на настанот, долж митохондријата се создаваат рамномерно распоредени стеснувања, а нивното меѓусебно растојание приближно одговара на вообичаениот распоред на нуклеоидите. Во многу случаи, секој од овие сегменти содржи нуклеоид близу до центарот.
Истражувачите забележале и дека поголемите групи нуклеоиди за време на pearling може да се разделат во помали целини, кои потоа се распоредуваат во соседни делови од митохондријата. Кога органелата повторно ќе ја добие својата нормална форма, нуклеоидите остануваат одвоени, а нивната рамномерна распределба се зачувува.
Според резултатите, во активирањето на овој процес важна улога има калциумот што влегува во митохондриите. Дополнително, внатрешните мембрански структури помагаат раздвоеноста на нуклеоидите да се одржи. Кога овие механизми се нарушени, нуклеоидите имаат поголема тенденција да се групираат наместо правилно да се распоредат.
Откритието е значајно затоа што укажува дека клетките не зависат само од сложени молекуларни сигнали, туку и од физички процеси за да ја одржат внатрешната организација. Ова е особено важно ако се има предвид дека нарушувањата во митохондриите и во митохондријалната ДНК се поврзуваат со сериозни состојби, меѓу кои метаболни и невролошки заболувања, како и болести поврзани со стареењето, вклучувајќи Алцхајмерова и Паркинсонова болест.
Наодите отвораат простор за подлабоко разбирање на тоа како дефектите во распределбата на митохондријалната ДНК можат да придонесат за болест. Иако станува збор за основно биолошко истражување, подоброто познавање на овој механизам во иднина може да помогне во развој на нови пристапи за состојби поврзани со дисфункција на митохондриите.
