Новый белок, участвующий в экспрессии митохондриальных генов, идентифицирован

Исследователи из отдела медицинской биохимии и биофизики Каролинского института охарактеризовали новую GTPазу, участвующую в производстве рибосом в митохондриях. Исследование, опубликованное в Nature Communications, дает новое представление о процессе, который позволяет митохондриям производить энергию.

Рибосомы — это сложные машины, производящие белки в каждой клетке нашего тела. У млекопитающих существует два типа рибосом: одна в цитозоле, а другая — в митохондриях. В митохондриях миторибосомы синтезируют небольшое подмножество белков, ответственных за окислительное фосфорилирование и производство энергии. Их дисрегуляция способствует развитию сложных патологий, включая нейродегенеративные и метаболические заболевания.

Сборка миторибосом — сложный процесс

Синтез миторибосом — это многоступенчатый процесс, который включает сворачивание рибосомных РНК (12S и 16S рРНК) и упорядоченное присоединение 82 миторибосомных белков к растущей рибосоме. Этот процесс облегчается согласованным действием множества вспомогательных факторов сборки, которые помогают сборке рибосомы от ранних стадий до завершения полностью функциональной макромолекулы.

Важно, что дефекты в сложном механизме, ответственном за построение миторибосом, могут привести к митохондриальным заболеваниям — группе метаболических патологий, поражающих несколько органов, для которых в настоящее время нет лекарства.

У бактерий, которые имеют общую эволюционную историю с митохондриями, несколько GTP-связывающих белков участвуют в сборке рибосом. Авторы исследования изучили гомолог бактериальной GTPазы ENG, который находится в митохондриях, но чья функция ранее не исследовалась.

Используя комбинацию протеомного, транскриптомного и структурного анализов, они показали, что GTPBP8 необходим для правильной сборки малой субъединицы миторибосомы. Дефицит GTPBP8 приводит к нарушению митохондриальной трансляции, подчеркивая его фундаментальную важность для клеточного метаболизма.

"GTPBP8 — это лишь один из многих важнейших факторов, участвующих в сборке миторибосом, и мы находимся только в начале научного пути по характеристике этого сложного процесса", — говорит Мириам Чипелло, первый автор и бывшая аспирантка лаборатории Рорбах на кафедре медицинской биохимии и биофизики (MBB).

"Наше исследование раскрывает важные сведения о молекулярных механизмах биогенеза миторибосом, выделяя GTPBP8 в качестве ключевого гена-кандидата, который может быть вовлечен в митохондриальные заболевания. Это захватывающее открытие открывает новые пути для понимания и потенциального лечения этих сложных состояний в будущем", — говорит Джоанна Рорбах, доцент кафедры медицинской биохимии и биофизики Каролинского института.