Митохондрии — это компартменты, присутствующие в каждой клетке тела (кроме красных кровяных телец), которые отвечают за выработку почти всей энергии, необходимой организму для поддержания жизни и роста. В митохондриях энергия вырабатывается большим количеством белков, которые производятся в соответствии с планом — ДНК клетки.
Большинство этих белков кодируется ДНК, которая содержится в ядре клетки (ядерная ДНК), однако оставшаяся часть кодируется в небольшой молекуле ДНК, находящейся внутри митохондрий. Эта молекула называется митохондриальной ДНК (мтДНК) или митохондриальным геномом.
Митохондриальная ДНК должна транскрибироваться в РНК, а РНК транслироваться в белки. Если митохондриальный геном не экспрессируется должным образом, то митохондриальные белки не будут производиться должным образом, и клетка не сможет производить энергию в полезной форме.Международные совместные усилия пятнадцати клинических и / или исследовательских центров из Великобритании, Германии, Ирландии, Франции, Бельгии, Австрии, Италии, Израиля и Японии во главе с доктором Михалом Минчуком из MRC MBU в Кембридже и доктором Хольгером Прокишем из Института человека.
Генетика в Центре Гельмгольца в Мюнхене привела к открытию, что мутации в гене GTPBP3 вызывают дефекты синтеза белка в митохондриях и связаны с разрушительной болезнью. Пациенты, страдающие этим заболеванием, имеют дефицит выработки энергии и страдают сердечными и неврологическими заболеваниями.Каково значение находки? Заболевания дисфункциональных митохондрий (также известные как митохондриальные заболевания) относительно редки с распространенностью 1 / 2000-4000.
Преимущественно они поражают детей, однако также могут быть выявлены заболевания, начинающиеся у взрослых. Идентификация мутаций в девяти неродственных семьях делает GTPBP3 важным новым генетическим фактором, ответственным за митохондриальные заболевания человека.Говоря простым языком, как вы проводили эксперимент (ы)?
Мы проанализировали образцы ДНК пациентов и обнаружили изменения (мутации) в гене GTPBP3. Мы обнаружили, что клетки, взятые у пациентов, не могли должным образом продуцировать белки в своих митохондриях. Чтобы подтвердить, что мутации, которые мы идентифицировали в гене GTPBP3, ответственны за заболевание, мы инактивировали ген in vitro в здоровых клетках. Инактивация гена in vitro приводит к тому, что эти здоровые клетки также не могут правильно синтезировать белки, кодируемые мтДНК.
Каковы клинические последствия ваших открытий? Чем интересна эта находка для широкой публики? Наше исследование выявило новый ген, который является причиной тяжелого, редкого заболевания человека. Это расширяет каталог человеческих генов, связанных с тяжелыми нарушениями обмена веществ.
Полученные данные позволяют диагностировать других пациентов, страдающих этим заболеванием, и дают возможность пренатальной диагностики. Дальнейшие исследования процессов, в которых участвует GTPBP3, помогут понять человеческие заболевания, связанные с экспрессией митохондриальной ДНК, и разработать новые методы лечения.