Как клетки контролируют митохондрии

Ошибки в метаболических процессах митохондрий являются причиной множества заболеваний, таких как болезнь Паркинсона и Альцгеймера. Ученым нужно было выяснить, как необходимые строительные блоки импортируются в сложный биохимический аппарат этих областей клеток, - пишет eurekalert.org со ссылкой на Nature Communications.

Комплекс TOM (транслоказа внешней митохондриальной мембраны) считается воротами в митохондрии - электростанцию ​​клетки. Рабочая группа, возглавляемая профессором Крисом Мейзингером из Института биохимии и молекулярной биологии Университета Фрайбурга, теперь продемонстрировала на человеческих клетках, как сигнальные молекулы контролируют эти ворота. Сигнальный белок, называемый DYRK1A, модифицирует молекулярный механизм TOM и делает его более проницаемым для ферментов, которые важны для клеточного метаболизма. Таким образом, группа открыла первый сигнальный белок, который напрямую влияет на этот процесс импорта у людей.

При нарушениях нервного развития, таких как аутизм, микроцефалия и синдром Дауна, DYRK1A является дефектным. «Связь с митохондриями нова. Эти результаты позволяют нам лучше понять эти расстройства и разработать стратегии лечения», - говорит доктор Адинараяна Марада - член команды Майзингера.

«В течение долгого времени исследователи считали, что комплекс TOM представляет собой жесткую структуру митохондриальной мембраны, двери которой всегда были открыты», - объясняет Мейзингер. Его команда недавно продемонстрировала механизмы передачи сигналов в пекарских дрожжах, которые изменяют субъединицы комплекса TOM в зависимости от метаболического состояния клетки или в ответ на внезапный стресс. Таким образом, клетка может специфически контролировать приток белков-предшественников для построения элементов метаболизма и адаптировать функцию митохондрий к измененному клеточному состоянию. Существуют ли такие механизмы и у людей, ранее было неизвестно.

Первые авторы исследования, доктор Корвин Уолтер и доктор Адинараяна Марада из исследовательской группы Мейзингера, разработали систематический подход к отслеживанию сигнальных механизмов, таких как те, которые запускаются протеинкиназами, у людей. В течение нескольких лет они тестировали кандидатов, используя биологические и биоинформатические методы клетки, и нашли то, что искали - DYRK1A, одна из таких протеинкиназ, действует на комплекс TOM. «Таким образом мы фактически нашли иголку в стоге сена», - говорит Уолтер.

[Фото: eurekalert.org]