Структура миторибосомы инфузории раскрывает эволюционные тайны

Рибосомы синтезируют белки — основу жизни. В митохондриях архитектура миторибосом оказалась гораздо разнообразнее, чем считалось ранее.

Исследование лаборатории Алексея Амунтса, опубликованное в eLife, описывает выделение миторибосомы из реснитчатой простейшей инфузории и её реконструкцию методом крио-ЭМ. Структура миторибосомы инфузории существенно отличается и представляет собой комплекс массой 4.0 МДа, состоящий из 94 белков. Высокое разрешение реконструкции позволило идентифицировать девять новых белков, закодированных в митохондриальном геноме.

Составная сложность миторибосомы инфузории сопоставима с человеческой. Она также представляет собой возможное эволюционное промежуточное звено, объясняющее, как развивался трансляционный аппарат в митохондриях. Особенно удивительной особенностью оказалось то, что один функциональный белок uS3m кодируется тремя комплементарными генами из ядра и митохондрии, что устанавливает связь между генетическим дрейфом и митохондриальным трансляционным аппаратом.

Среди функциональных характеристик анализ выявил митохондриально-специфичный белок mL105 в выходном туннеле рибосомы. Он формирует внутреннюю систему нацеливания белков в митохондриях, возможно, за счёт рекрутирования синтезированного полипептида.

Изучение структуры миторибосомы инфузории определяет полный масштаб структурной и функциональной сложности митохондрий и выявляет потенциальные эволюционные тенденции. Результаты подчёркивают мощь крио-ЭМ анализа митохондрий для обнаружения новых белков в различных эукариотических линиях.