logo

Пользовательского поиска

Sunday 22nd of July 2018

О чем говорят геномы ядра и митохондрий?

Печать E-mail
Рейтинг пользователей: / 0
ХудшийЛучший 
Актуальные темы - Вглубь живой материи
Автор: Administrator   
23.05.2016 21:28

 

Стирлинг Чёчмен (Stirling Churchman), PhD.

Стирлинг Чёчмен (Stirling Churchman), PhD. (Фото: HMS)


Наши клетки содержат два различных генома – один в ядре клетки и другой в ее митохондриях. Каждый из этих геномов имеет свою собственную машинерию и эволюционное происхождение. Оба генома вносят свой вклад в виде белков в образование митохондрий, обеспечивающих клетки энергией. Долгие годы ученые искали ответ на вопрос: взаимодействуют ли ядро и митохондрии, чтобы скоординировать производство энергии? Если да, то в чем это взаимодействие состоит?


Чтобы получить ответ на этот вопрос, сотрудники лаборатории Стирлинг Чёчмен (Stirling Churchman), PhD, доцента кафедры генетики Гарвардской медицинской школы (Harvard Medical School), подслушивают их разговоры.

В своей статье, опубликованной в журнале Nature, они сообщают, что у Saccharomyces cerevisiae (пекарских дрожжей) ядро и митохондрии работают вместе. Их скоординированные действия управляются ядром, но координация начинается позднее, чем предполагалось – не при считывании информация с генов, а при синтезе белков.

«Изучению экспрессии генов и трансляции в ядре клетки и цитозоле уделялось огромное внимание, но о тех же процессах в митохондриях мы знали очень немногое», - говорит первый автор статьи Мэри Кувийон (Mary Couvillion), PhD.

Исследователям удалось открыть «эту действительно простую», по выражению доктора Кувийон, синхронизацию, используя метод секвенирования РНК и модифицированные для изучения митохондриального генома трансляционные протоколы, первоначально разработанные для изучения ядерного генома.

Они сделали эти инструменты общедоступными. Теперь другие лаборатории смогут использовать их для дальнейшего изучения, например, того, как митохондриальные геномы отвечают на изменения в потребности в энергии, возникающие во время физической активности, поступления в организм питательных веществ, эмбрионального развития и старения.

Трансляция белков в цитозоле синхронизирована с трансляцией в митохондриях. Синие овалы представляют рибосомы, желтые линии – РНК.

 

Трансляция белков в цитозоле синхронизирована с трансляцией в митохондриях. Синие овалы представляют рибосомы, желтые линии – РНК. (Рис. © Leidy Churchman)

 

 

 

Хотя эти результаты еще необходимо подтвердить на человеческих клетках, они уже помогут ученым лучше понять митохондриальные нарушения, а также болезни и процессы, связанные с митохондриальной дисфункцией, такие как рак, нейродегенеративные заболевания, ожирение и старение.

Исследователи начали с изменения типа сахара, которым кормили дрожжевые клетки, что подтолкнуло дрожжи к изменению способа производства энергии.

В клеточном ядре гены, кодирующие белки для различных компонентов митохондрий, включались и начинали «штамповать» копии РНК. Митохондриальные гены делали то же самое, но, к удивлению исследователей, в замедленном темпе.

Затем хаос начинал организовываться. Как будто подчиняясь палочке невидимого дирижера, ядерные РНК выходили в цитозоль. После этого палочка опускалась. Рибосомы в цитозоле и рибосомы в митохондриях продолжали обрабатывать все РНК, связанные с первыми тремя компонентами митохондрий. За несколько часов рибосомы отстраивали белковые части для этих компонентов.

Затем, как бы с еще одним взмахом дирижерской палочки, оба вида рибосом начинали транслировать белки для четвертой составляющей митохондрий.

«Оглядываясь назад, можно сказать, что все это имеет смысл – безусловно, ядерные и митохондриальные геномы должны синтезировать белковые части синхронно», - говорит доктор Чёчмен. «Но на каком уровне происходит это согласование, оставалось неизвестным. Теперь мы это знаем».

Однако один важный вопрос остался без ответа. В чьем распоряжении находится эта дирижерская палочка? Коммуницируют ли цитозольные и митохондриальные рибосомы напрямую или же они отвечают на внешние сигналы?

Ингибирование трансляции белка в цитозоле, по словам Кувийон, «кардинально влияло» на митохондриальную трансляцию. Блокирование же трансляции белка в митохондриях не влияло на цитозольную трансляцию, и она продолжалась, как обычно.

«Это говорит нам о том, что ядро занимает главенствующее положение», - объясняет доктор Чёчмен.

Один из аспектов этого исследования, который особенно интересует Кувийон, – как на экспрессию генов влияет окружающая нас среда, в том числе пища.

«Теперь, проделав эти относительно быстрые эксперименты на дрожжах, мы с нетерпением ждем их продолжения на клетках млекопитающих, чтобы выяснить, что происходит в наших собственных организмах».

 

 

По материалам

Power Couple

 

Оригинальная статья:

Mary T. Couvillion, Iliana C. Soto, Gergana Shipkovenska & L. Stirling Churchman. Synchronized mitochondrial and cytosolic translation programs

 

© «О чем говорят геномы ядра и митохондрий?». Полная или частичная перепечатка материала разрешается при обязательной незакрытой от индексации, незапрещенной для следования робота активной гиперссылке на страницу Вглубь живой материи. Письменное разрешение обязательно.

 

 

 

Related Articles:
 

Vinaora Visitors Counter

mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter
mod_vvisit_counterToday189
mod_vvisit_counterYesterday1222
mod_vvisit_counterThis week189
mod_vvisit_counterLast week7705
mod_vvisit_counterThis month20305
mod_vvisit_counterLast month29238
mod_vvisit_counterAll days4054751

We have: 53 guests, 5 bots online
Your IP: 54.224.83.221
 , 
Today: Июл 22, 2018

RSS

Новое на LST

Работает на Joomla!. Valid XHTML and CSS.