![]() |
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ФНКЦ РР |
||
Митохондрии – важнейшие органеллы эукариотической клетки, осуществляющие множество критических функций. Вследствие физической обособленности от цитозоля двойной мембраной, исследования молекулярных основ работы митохондрий представляет собой методологически трудную задачу. Поэтому молекулярные процессы в митохондриях изучены гораздо менее полно, чем таковые в цитозоле. Данная работа посвящена восполнению пробелов в научных знаниях относительно молекулярных основ работы митохондрий. Данный проект является прямым продолжением проекта "Изучение митохондриальных бионаносистем и связанных с ними процессов" (номер ЦИТИС: АААА-А16-116021660073-5).
Mitochondria are the most important organelles of a eukaryotic cell, performing many critical functions. Due to the physical isolation from the cytosol by the double membrane, the study of the molecular basis of mitochondrial function is a methodologically difficult task. Therefore, molecular processes in mitochondria have been studied much worse than those in the cytosol. This work is devoted to filling the gaps in scientific knowledge regarding the molecular basis of mitochondrial function.
Данный проект является продолжением темы государственного задания АААА-А16-116021660073-5 "Изучение митохондриальных бионаносистем и связанных с ними процессов" (2016-2020гг). Мы описали молекулярный механизм адаптации клеток дрожжей к отсутствию белка Aim23p. Делеция гена AIM23 приводит к разбалансировке трансляции в митохондриях: закодированных в органеллах субъединиц комплекса IV становится существенно меньше. Как результат, количество активного комплекса IV составляет всего 10-15% от нормы. Это, в свою очередь, вызывает некорректную работу всей цепи переноса электронов и генерацию активных форм кислорода, губительных для клетки. В ответ на это дрожжевая клетка каким-то образом усиливает экспрессию гена TMA19, и количество соответствующего белка увеличивается на порядок. Белок Tma19p ассоциируется с митохондриальной поверхностью и предотвращает выход АФК из митохондрий наружу. По прошествии некоторого времени митохондрии все же нарабатывают количество субъединиц комплекса IV, достаточное для сборки минимально необходимого количества комплекса. Работа дыхательной цепи вновь становится сбалансированной, генерация АФК прекращается.
госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию) |
# | Сроки | Название |
1 | 1 января 2021 г.-31 декабря 2021 г. | Молекулярная биология митохондрий |
Результаты этапа: С помощью РНК-интерференции были получены клетки с пониженным уровнем экспрессии гена белка mtIF2. Было показано, что подавление экспрессии гена с помощью малых РНК, образующих шпильки, не приводит к остановке митохондриальной трансляции. Статистически достоверных данных, говорящих о влиянии нокдауна гена эффективность синтеза отдельных белков, получено не было. Эксперименты показали отсутствие роста дрожжей с нокаутом гена фактора инициации митохондриальной трансляции 2 на среде с несбраживаемым источником углерода и замедление роста, относительно штамма дикого типа, на среде со сбраживаемым субстратом. Была продемонстрирована неспособность поглощения кислорода клетками этого штамма, а также нефункциональность цитохром с оксидазы. Согласно полученным данным, IFM1 не является необходимым для осуществления митохондриальной трансляции у S. cerevisiae, однако его отсутствие приводит к разбалансировке синтеза белка в органелле. Делеция гена белка IFM1 приводит к нарушениям сборки комплексов и суперкомплексов дыхательной цепи. Предположительно, отсутствие функционального IFM1 приводит к снижению эффективности взаимодействия миторибосом дрожжей с мРНК и формированию более лабильного инициаторного комплекса. | ||
2 | 1 января 2022 г.-31 декабря 2022 г. | Молекулярная биология митохондрий |
Результаты этапа: В ходе работ на данном этапе проекта нами была изучена потенциальная роль двух белков клеток человека в регуляции митохондриального биосинтеза белка. Для этого с помощью технологии редактирования генома CRISPR/Cas9 нами были получены две линии клеток человека с делециями в генах PTCD3 и CHCHD1. Проведена оценка эффективности митохондриальной трансляции в этих линиях, показано, что делеции в указанных генах приводят к снижению эффективности биосинтеза митохондриально кодируемых белков. Полученные линии охарактеризованы на предмет функциональной активности митохондрий: определены скорости поглощения кислорода, активности комплексов цепи окислительного фосфорилирования, установлен стехиометрический состав суперкомплексов. Для белка CHCHD1 показано его участие в этапе элонгации трансляционного цикла митохондриальной рибосомы. Белок PTCD3 не участвует в регуляции трансляции, эффекты его влияния на трансляцию являются вторичными. | ||
3 | 1 января 2023 г.-31 декабря 2023 г. | Молекулярная биология митохондрий |
Результаты этапа: В ходе выполнения работ на прошедшем этап проекта нами был получен штамм пекарских дрожжей с делецией гена IFM1, белковый продукт которого выполняет функции факторов инициации 1 и 2 в митохондриальной трансляции. В ходе анализа эффективности биосинтеза белка в митохондриях такого штамма было показано, что отсутствие указанного белка не приводит к полной остановке митохондриальной трансляции, а ведет к ее значительной разбалансировке. По результатам toe-print анализа в присутствии и отсутствии IFM1 мы показали, что образование преинициаторного комплекса митохондриальной рибосомой пекарских дрожжей не требует наличия каждого из факторов IFM1 и Aim23 (выполняющего функции фактора инициации трансляции 3), однако отсутствие обоих этих белков приводит к невозможности образования такого комплекса. Помимо этого, было показано, что определяющими факторами эффективности образования преинициаторного комплекса является наличие 5'-нетранслируемой области, а позиционирование миторибосомы на стартовом кодоне не зависит от его последовательности. Указанные данные получены впервые в мире и могут служить основанием для дальнейшего изучения молекулярных механизмов митохондриальной трансляции. | ||
4 | 1 января 2024 г.-31 декабря 2024 г. | Молекулярная биология митохондрий |
Результаты этапа: | ||
5 | 1 января 2025 г.-31 декабря 2025 г. | Молекулярная биология митохондрий |
Результаты этапа: | ||
6 | 1 января 2026 г.-31 декабря 2026 г. | Молекулярная биология митохондрий |
Результаты этапа: | ||
7 | 1 января 2027 г.-31 декабря 2027 г. | Молекулярная биология митохондрий |
Результаты этапа: |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".