Немецкие исследователи впервые раскрыли локализацию каждого белка в митохондрии. Данное исследование поможет расшифровать метаболические пути и понять механизм многих заболеваний. Результаты работы опубликованы в Nature Communications.

Митохондрии — это электростанции клетки. Они преобразуют энергию из питательных веществ для любых целей клетки. Нарушение работы митохондрий может быть причиной заболеваний, особенно органов с быстрым метаболизмом, таких как мозг и сердце. Митохондрии состоят из четырех компонентов: одна внешняя и одна внутренняя мембрана, межмембранное пространство и матрица, которая является самой внутренней реакционной камерой. Каждый из этих компонентов имеет собственный белковый состав для выполнения конкретных функций. В дополнение к обеспечению энергией митохондрии выполняют другие важные метаболические задачи, например, в ней содержатся белки, контролирующие запрограммированную смерть клеток. Существует около 1500 различных видов белков в митохондрии у людей, в то время как S. cerevisiae (пекарские дрожжи) – популярная модель у ученых, имеют 1000. До сих пор локализация белков внутри органеллы остается плохо определенной и неточной. Исследование локализации и окружение белка (ландшафт) является важным для понимания точного механизма многих метаболических путей, а также определения возможных новых функций ранее неизвестных белков.

Для получения карты ландшафта митохондриальных белков у S. cerevisiae использовали подход, объединяющий стабильную изотопную маркировку, различные стратегии обогащения и экстракции белков и количественную масс-спектрометрию.

Дизайн эксперимента. F.-Nora Vögtle et al., 2017 / Nature Communications

Этот подход позволил классифицировать 986 белков и локализовать 818 белков, то есть ученые смогли получить точную карту нахождения белков в митохондрии. Также исследователи идентифицировали 206 белков, которые ранее не были аннотированы как митохондриальные. Таким образом, данное исследование может служить основой для изучения потенциальных новых функций митохондрий и лучшего понимания не только центральных биохимических процессов в клетках, но и развития многих заболеваний.

Раннее мы писали о роли митохондрий в патогенезе некоторых заболеваний. Например, была установлена связь между нарушением функций митохондрий и развитием расстройств аутического спектра.

Автор: Лилия Фахранурова