Митохондрии, наиболее известные своей ролью электростанций эукариотических клеток, выполняют многочисленные жизненно важные функции. Знание точного белкового состава, а также функций отдельных белков необходимо для понимания фундаментальных процессов клеточной биологии и болезней, вызванных клеточными дефектами. Группа ученых из университетов Фрайбурга, Хомбурга и Реховота (Израиль) под руководством профессора доктора Беттины Варшайд, профессора доктора Николауса Пфаннера и профессора доктора Нильса Видемана обнаружила, подсчитала и определила новые митохондриальные белки с неизвестными функционируют в модельном организме пекарские дрожжи. Исследование послужит источником информации для исследователей, интересующихся биологией митохондрий - от дрожжей до человека. Это исследование финансировалось через Европейский исследовательский совет (ERC) Consolidator Grants. Исследование было недавно опубликовано в текущем выпуске научного журнала Cell Reports.
Используя «количественную масс-спектрометрию» и методы биоинформатики, группа исследователей Варшайда впервые определила количество тысяч белков в различных клеточных фракциях пекарских дрожжей. Затем команда из исследовательской группы Видеманна проанализировала митохондриальные белки с помощью биохимических методов и микроскопии. Полученный митохондриальный протеом содержит в общей сложности 901 белок, включая 82 белка, ранее не связанных с митохондриями. Еще у 119 митохондриальная локализация была неоднозначной.
В то время как людям для дыхания требуется кислород, дрожжевые клетки могут либо потреблять кислород, либо использовать другой метаболический путь, называемый ферментацией, процесс, хорошо известный для производства алкогольных напитков. Исследователи культивировали дрожжевые клетки в ферментативной или дыхательной среде и определили, что переход от ферментативных условий к респираторным вызывал резкие изменения в митохондриях: количество митохондриальных белков в одной клетке удваивается, а ферментов, необходимых для дыхания, даже в четыре раза больше. при выращивании в дыхательной среде.
Ученые дополнительно изучили, в каких областях митохондрий локализованы различные белки и как недавно обнаруженные белки взаимодействуют с другими белками в сети. Благодаря этому исследованию исследователи получили обширные данные о недавно определенном митохондриальном протеоме пекарских дрожжей.