Митохондрии являются электростанциями клетки; они преобразуют энергию, хранящуюся в питательных веществах, чтобы клетки могли ее использовать. Если эта функция нарушена, может развиться множество различных заболеваний, которые часто поражают органы с высоким метаболизмом, такие как мозг или сердце. Исследовательские лаборатории Фрайбургского университета под руководством профессора доктора Криса Мейзингера и доктора Норы Фёгтле из Института биохимии и молекулярной биологии сотрудничали с учеными из Института аналитических наук им. Лейбница (ISAS) в Дортмунде, чтобы успешно нанести на карту ландшафт белки в разных реакционных камерах или субкомпартментах митохондрий впервые. Свое исследование они представили в научном журнале Nature Communications.
Митохондрии состоят из четырех субкомпартментов: одной внешней и одной внутренней мембраны, каждая из которых окружена водянистыми компартментами, межмембранным пространством и так называемым матриксом, который является самой внутренней реакционной камерой митохондрий. Каждый из этих субкомпартментов имеет собственное белковое оборудование для выполнения определенных функций. Помимо обеспечения энергией, митохондрии выполняют другие важные метаболические задачи, связанные с белками, например, контролируют запрограммированную гибель клеток. В организме человека насчитывается примерно 1500 различных видов этих белков, в то время как у пекарских дрожжей, которые ученые использовали в качестве модели, их 1000. До сих пор исследователи не могли отнести многие из этих белков к одному из четырех субкомпартментов. Это важно для понимания точного механизма многих метаболических путей, а также новых функций ранее неизвестных белков.
Используя изолированные митохондрии из пекарских дрожжей, группа исследователей смогла применить различные методы фракционирования для тщательного выделения белков в каждом компартменте и, следовательно, успешно составить карту практически всего белкового ландшафта митохондрий. В своих исследованиях ученые из Фрайбургского университета также смогли обнаружить более 200 дополнительных белков, которые ранее не относились к митохондриям. Таким образом, их опубликованное исследование может послужить международному исследовательскому сообществу основой для изучения потенциальных новых функций митохондрий и для лучшего понимания не только центральных биохимических процессов в клетках, но и развития многих заболеваний..