Консорциум из семи лабораторий под руководством учёных Broad Institute of MIT and Harvard собрал митохондриальные протеомы одного растения и пяти одноклеточных паразитов. Результаты опубликованы 1 октября 2026 года в девяти статьях и комментарии в Cell и связанных журналах; данные открыто выложены на mitocarta.org. Проект получил название MitoCarta Tree of Life, в нём участвовали также Mass General Brigham, Harvard Medical School, Harvard T.H. Chan School of Public Health и Boston University Henry M. Goldman School of Dental Medicine.

Каталоги различаются по размеру в десятки раз. У кишечного паразита Giardia lamblia в митохондрии всего 59 белков, у малярийного родственника Babesia — 525, у амёбы Acanthamoeba — 1122, у растения Arabidopsis — 1609, у Leishmania — 1594, у Trypanosoma — 1666. Для сравнения: человеческий и мышиный каталог MitoCarta3.0 содержит 1136 генов. У Leishmania и Trypanosoma митопротеомы примерно на 50% больше человеческого и включают белки, которых у человека нет.

Что это меняет в картине происхождения митохондрий

Митохондрия — потомок бактерии, которую около двух миллиардов лет назад поглотила древняя клетка-хозяин. Большая часть бактериальной ДНК перебралась в ядро, и состав органеллы у разных организмов разошёлся. Авторы использовали новые данные, чтобы переобучить модель машинного обучения DeepLoc2.0-mito и предсказать митопротеомы ещё 198 эукариот (всего в наборе 206 протеомов, включая восемь экспериментально описанных). Построенная по этим данным временная шкала поддерживает версию, что митохондрии появились относительно поздно — после того как предковый эукариот уже обзавёлся другими сложными частями.

Отдельные организмы преподнесли сюрпризы. Митохондрия Giardia лишена энергопроизводящих возможностей: это скорее остаток органеллы, а не «электростанция». У Acanthamoeba, которая может вызывать поражение роговицы у тех, кто носит контактные линзы, обнаружили самую сложную энергопроизводящую машинерию среди всех изученных организмов: её митохондрии переключаются между аэробным и анаэробным дыханием в зависимости от кислорода. У паразитов нашлись митохондриальные белки, которых нет в человеческих митохондриях, — на них можно искать новые лекарства от тропических болезней.

Представим условный пример. Пусть у паразита есть белок, который чинит митохондриальную ДНК, а у человека эту работу выполняет другой белок с иным строением. Тогда препарат, подавляющий только паразитный белок, теоретически ударит по возбудителю и не тронет митохондрии пациента. Это лишь схема поиска мишени: сам факт отсутствия белка у человека не доказывает, что его удастся безопасно заблокировать, и до лекарства здесь далеко.

Ограничения авторы называют сами. Больше половины белков в каталогах пока не имеют описанных функций. Предсказания для 198 эукариот вычислительные, а не экспериментальные, и точность модели в пресс-релизе не приводится. Первичная статья Cell по DOI оказалась недоступна для проверки, поэтому детали протоколов и статистики известны только по пресс-релизу и страницам каталога. Для студентов, которые разбирают такие обзоры в курсовой или литературном обзоре, полезно сразу разделять измеренные протеомы и машинные предсказания: это разные по надёжности слои данных.

Схема показывает путь данных: восемь экспериментально описанных митопротеомов служат основой для обучения модели DeepLoc2.0-mito, которая затем предсказывает митопротеомы ещё 198 эукариот, всего 206 протеомов.

Фото: Coy / Pexels