Биологический факультет в Фейсбук Биологический факультет в Инстаграм Биологический факультет в Ютубе Биологический факультет в Фейсбук Биологический факультет в Твиттер Биологический факультет ВКонтакте
 
Главная страница Карта сайта Контактная информация




Главная » Репортажи »
 

Митохондриальная трансляция в клетках человека может проходить без фактора, ранее считавшегося необходимым

11 мая 2020

Сотрудники кафедры молекулярной биологии биологического факультета МГУ показали, что фактор инициации трансляции IF3 не является необходимым для биосинтеза белка в митохондриях клеток человека.


 

Данное исследование может стать необходимой ступенью для создания системы митохондриальной трансляции in vitro, которая важна для тестирования лекарственных средств на «митохондриальную токсичность». Статья с описанием основных результатов исследований опубликована в журнале Scientific Reports.

Митохондрии — «энергетические станции» клетки — произошли от свободноживущих бактерий, которые 1-2 млрд лет назад были «захвачены» другой бактерией, но не подверглись перевариванию, а выжили внутри своего нового хозяина. С тех пор митохондрии стали обязательным компонентом почти любой животной или растительной клетки, отвечающим за биосинтез АТФ — главной энергетической молекулы. Бактерия — предшественник митохондрий обладала собственным геномом; сохранился он и у современных митохондрий, хотя и в сильно уменьшенном виде. Тем не менее, митохондриальный геном все же кодирует несколько белков, и в этих органеллах имеется полностью функциональная система биосинтеза белка (трансляции).

Долгое время считалось, что митохондриальная трансляция мало чем отличается от бактериальной. Однако работы последних лет показывают, что отличия есть, и их довольно много. В частности, несколько лет назад на кафедре молекулярной биологии биологического факультета МГУ было показано, что один из белковых факторов трансляции, помогающих рибосоме осуществлять биосинтез белка (третий фактор инициации, IF3), необязателен для трансляции в митохондриях дрожжей. Это был первый в истории мировой биологии случай успешного протекания трансляции без одного из факторов, ранее считавшихся обязательным.

Ученые продолжили исследования в данной области, и в работе, опубликованной в апреле 2020 года в Scientific Reports, показали, что IF3 не является необходимым для биосинтеза белка в митохондриях также и в клетках человека.

Чтобы проверить, является ли белок IF3 необходимым для митохондриальной трансляции в клетках человека, необходимо было получить линию клеток с удаленным геном этого белка. Для этого использовалась широко известная технология редактирования генома CRISPR/Cas9. Технология сработала отлично, и была получена линия клеток с нефункциональным геном митохондриального IF3. Эти клетки были жизнеспособны, хотя чувствовали себя хуже, чем клетки с неизмененным геном. Это могло означать только то, что белок IF3 не является жизненно необходимым для клеток человека. После этого оценили эффективность биосинтеза белка в митохондриях и обнаружили, что она практически не изменилась по сравнению с нормальными, немутантными клетками! Тем не менее, влияние на работоспособность митохондрий оказалось весьма серьезными. Было обнаружено существенное ослабление потребления кислорода мутантными клетками (именно кислород в ходе цепочки последовательных химических реакций преобразуется в митохондриях в АТФ).

Профессор кафедры молекулярной биологии биологического факультета МГУ Пётр Каменский объясняет: 

«Практическая ценность нашей работы довольно высока. Любое исследование, описывающее новые механизмы биосинтеза белка в митохондриях, приближает нас к созданию системы митохондриальной трансляции in vitro (собранной из очищенных индивидуальных компонентов). Такой системы до сих пор не существует, а между тем она была бы очень важна именно с практической точки зрения.

Дело в том, что существенное количество антибиотиков, используемых в медицинской практике, подавляют именно трансляцию в клетках патогенных бактерий. Поскольку митохондрии - дальние родственники бактерий, большинство таких антибиотиков в той или иной степени подавляют трансляцию и в митохондриях клеток пациентов, что приводит к развитию разнообразных побочных эффектов их приема. Это свойство антибиотиков получило название «митохондриальная токсичность». Чтобы иметь возможность быстро и эффективно тестировать антибиотики на такую токсичность, а также искать новые антибиотики, не обладающие митохондриальной токсичностью, и нужна система митохондриальной трансляции in vitro. Мы надеемся, что наши исследования помогут со временем разработать такую систему».

Работа целиком выполнена коллективом ученых МГУ, за исключением технической части, связанной с выращиванием клеток человека (РНИМУ имени Н.И.Пирогова).



Все новости по теме: Наука

Все новости »





 


Ближайшая защита:

все защиты »





СМИ о нас
ТВ, радио, газеты, журналы о биофаке

Магистратура
Магистерские программы биофака

Реквизиты
Бюджетные и внебюджетные



  Московский Государственный Университет имени М.В.Ломоносова



Почтовый адрес:
119234, Россия, Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12,
Биологический факультет МГУ



Справочная телефонов МГУ +7 (495) 939-10-00

E-mail: info@mail.bio.msu.ru

© 2020 Биологический факультет
Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова


 
2009 создание сайта