Как клетки контролируют митохондрии
Ошибки в метаболических процессах митохондрий ответственны за различные заболевания, такие как болезнь Паркинсона и Альцгеймера. Учёные выяснили, как необходимые строительные блоки импортируются в сложный биохимический аппарат этих клеточных органелл. Комплекс TOM (транслоказа внешней митохондриальной мембраны) считается воротами в митохондрию, "энергетическую станцию" клетки. Рабочая группа профессора Криса Мейзингера из Института биохимии и молекулярной биологии Университета Фрайбурга продемонстрировала на человеческих клетках, как сигнальные молекулы контролируют эти ворота.
Результаты исследования
- Сигнальный белок DYRK1A модифицирует молекулярную машинерию комплекса TOM, делая её более проницаемой для ферментов, важных для клеточного метаболизма.
- Это первый открытый сигнальный белок, который напрямую влияет на процесс импорта в митохондрии у человека.
- Работа опубликована в журнале Nature Communications.
Значение для медицины
Белок DYRK1A дефектен при нейронарушениях развития, таких как аутизм, микроцефалия и синдром Дауна. "Связь с митохондриями — новая. Эти результаты позволяют нам лучше понять эти расстройства и разработать стратегии лечения", — говорит доктор Адинараяна Марада из команды Мейзингера.
Контекст открытия
Ранее считалось, что комплекс TOM — жёсткая структура с всегда открытыми "дверями". Команда Мейзингера ранее показала в дрожжах, что сигнальные механизмы могут изменять субъединицы TOM в зависимости от метаболического состояния клетки или стресса, контролируя импорт предшественников белков. Существование подобных механизмов у человека было неизвестно.
Методология
Первые авторы исследования, доктора Корвин Уолтер и Адинараяна Марада, разработали систематический подход для поиска сигнальных механизмов, запускаемых протеинкиназами, у человека. После многолетних испытаний кандидатов с помощью клеточно-биологических и биоинформатических методов они обнаружили, что протеинкиназа DYRK1A действует на комплекс TOM. "Мы действительно нашли иголку в стоге сена", — говорит Уолтер.