ИСТИНА

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.

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.

Будет исследована функция белка Abf2p в молекулярных процессах в митохондриальном матриксе дрожжей. Будет исследована функция белка Aim34p в молекулярных процессах в митохондриальном матриксе дрожжей. Будут исследованы механизмы адаптации клеток дрожжей к отсутствию белка Aim23p. Будет исследована роль белков клеток человека, схожих с трансляционными активаторами дрожжей, в функции митохондрий.

С использованием биоинформатических методов анализа мы идентифицировали белок-кандидат на роль ранее не обнаруженного третьего фактора инициации митохондриальной трансляции (mIF3) пекарских дрожжей. Этим кандидатом оказался Aim23p - белок с митохондриальной локализацией и неизвестной функцией. Удалив его ген из дрожжевого генома, мы обнаружили нарушения митохондриальной функции (ослабление дыхания, замедление роста на несбраживаемых источниках углерода, уменьшение мембранного потенциала). Если же ген этого белка был заменен на ген, кодирующий аннотированный и хорошо описанный mIF3 из других дрожжей, Schizosaccharomyces pombe, то митохондриальная функция таких клеток была такой же, как и у клеток дикого типа. Таким образом, мы доказали, что Aim23p действительно является mIF3 Saccharomyces serevisiae. Этот результат был затем подтвержден аналогичными экспериментами с использованием mIF3 из клеток человека и даже IF3 из клеток E.coli - штаммы дрожжей, содержащие гены этих белков вместо гена AIM23, характеризовались нормальной функцией митохондрий (это результаты были опубликованы в 2014 году в журнале Biochimie). При более детальном анализе клеток дрожжей, не содержащих гена AIM23, оказалось, что хотя в первые 1-2 дня роста их митохондриальная функция действительно ослаблена, в последующие дни происходит ее восстановление до нормальной. Более того, в митохондриях таких клеток идет биосинтез белка, что было крайне неожиданным результатом, учитывая тот факт, что во всех описанных к настоящему времени системах (как митохондриальных, так и цитоплазматических) IF3 является абсолютно необходимым для трансляции. В митохондриях дрожжей в отсутствие Aim23p трансляция действительно идет, но при этом она "разбалансирована" - некоторых полипептидных продуктов становится меньше, в то время как количество других увеличивается в несколько раз. Это говорит о том, что, помимо общей роли в инициации трансляции, Aim23p оказывает и мРНК-специфические эффекты на данный процесс.