Закрытие ворот в митохондрии

Эукариотические клетки содержат тысячи белков, распределённых по разным клеточным компартментам со специфическими функциями. Немецко-швейцарская команда учёных под руководством проф. Беттины Варшайд из Университета Фрайбурга и проф. Андре Шнайдера из Университета Берна разработала метод "ImportOmics". Этот метод позволяет определить локализацию белков, импортируемых через специфичные "ворота" в отдельные мембраносвязанные органеллы.

Знание точной локализации отдельных белков, пути их достижения цели и общего состава клеточных компартментов важно для понимания фундаментальных механизмов клеточной биологии. Это необходимое условие для понимания механизмов заболеваний, связанных с дефектными клеточными функциями.

Исследователи представили свою работу в текущем выпуске журнала Nature Communications.

Команда разработала метод для определения белкового состава митохондрии одноклеточного паразита Trypanosoma brucei. Паразит содержит одну митохондрию, которая необходима для роста и выживания. Митохондрия окружена двумя мембранами и содержит более тысячи белков, однако её точный белковый состав до сих пор не был установлен. Большинство этих белков синтезируется в цитозоле и должно пересечь наружную мембрану митохондрии перед сортировкой к конечной цели. Для этого наружная мембрана оснащена центральными воротами — так называемой архаичной транслоказой наружной митохондриальной мембраны (ATOM). Учёные использовали эти ворота для определения всего множества митохондриальных белков, импортируемых из цитозоля. Они создали клетки, экспрессирующие пониженные уровни ATOM40 — поробразующего компонента комплекса ATOM, — тем самым блокируя импорт белков в митохондрию.

Исследовательская группа использовала количественную масс-спектрометрию для сравнения уровней белков в митохондриях с нарушенным и нормальным импортом. В результате учёные идентифицировали 1120 белков, включая более 300 белков, которые ранее не связывали с митохондрией паразита.

Кроме того, они показали, что ImportOmics применим для системного анализа различных клеточных систем импорта белков. Это продемонстрировано на примере импорта белков в наружную митохондриальную мембрану и в межмембранное пространство митохондрии. Метод также можно использовать для анализа состава других органелл паразита и других организмов.