Учёные описали чётко определённый митохондриальный протеом пекарских дрожжей

Митохондрии, известные как энергетические станции эукариотических клеток, выполняют множество жизненно важных функций. Знание о точном белковом составе и функциях отдельных белков необходимо для понимания фундаментальных процессов клеточной биологии и заболеваний, вызванных клеточными дефектами.

Команда учёных из университетов Фрайбурга, Хомбурга и Реховота (Израиль) под руководством профессоров Беттины Варшайд, Николауса Пфанера и Нильса Видеманна обнаружила, подсчитала и определила новые митохондриальные белки с неизвестной функцией в модельном организме — пекарских дрожжах. Исследование послужит источником информации для учёных, изучающих биологию митохондрий — от дрожжей до человека. Работа была профинансирована грантами ERC (European Research Council) Consolidator Grants и опубликована в журнале Cell Reports.

С помощью количественной масс-спектрометрии и биоинформатических методов команда из группы Варшайд сначала определила содержание тысяч белков в разных клеточных фракциях дрожжей. Затем команда из группы Видеманна проанализировала митохондриальные белки с помощью биохимических методов и микроскопии. Полученный митохондриальный протеом включает в себя всего 901 белок, из которых 82 белка ранее не связывали с митохондриями. Для ещё 119 белков митохондриальная локализация была неоднозначной.

В то время как человеку для дыхания нужен кислород, дрожжевые клетки могут либо потреблять кислород, либо использовать другой метаболический путь — ферментацию (процесс, известный производством алкогольных напитков). Исследователи культивировали дрожжевые клетки в ферментативной или дыхательной среде и установили, что переход от ферментативных к дыхательным условиям вызывает драматические изменения в митохондриях: количество митохондриальных белков в одной клетке удваивается, а ферменты, необходимые для дыхания, становятся в четыре раза более обильными при росте в дыхательной среде.

Учёные также изучили, в каких областях митохондрии локализованы различные белки и как вновь обнаруженные белки взаимодействуют с другими белками в сети. В результате исследования учёные получили обширные данные о вновь определённом митохондриальном протеоме пекарских дрожжей.