Länkstig

Mitokondriell Biogenes

Forskningsgrupp
Pågående forskning
Projektägare
Institutionen för biomedicin

Kort beskrivning

Mitokondriellt genuttryck bidrar med några viktiga subenheter till de proteinkomplex som utför oxidativa fosforylering, som är ett nyckelmaskineri för cellulär metabolism. Huvudmålet med detta projekt är att reda ut hur proteinsyntes av mitokondriella ribosomer är kopplat till proteinbiogenes och kvalitetskontroll. Martin Otts grupp använder sig av en kombination av proteinbiokemi, genetik och högupplöst enpartikelkryoelektronmikroskopi för att identifiera grundläggande molekylära mekanismer. Andningskedjans funktion är helt avgörande för cellulär energimetabolism. Defekter i mitokondriella genuttryck resulterar därför i allvarliga mänskliga sjukdomar. Detaljerad information om dessa processer kommer att vara relevanta för såväl grundläggande som medicinska vetenskaper.

Maten vi äter innehåller en mängd ämnen som förser kroppen med den energi vi behöver för olika livsprocesser. Födans olika beståndsdelar kan dock inte direkt användas som energi utan måste först brytas ned via en mängd olika kemiska reaktioner i vår ämnesomsättning för att slutligen bilda cellens energivaluta ATP. Slutstegen i denna viktiga energiomvandling sker i cellens kraftverk, mitokondrierna, där andningskedjans olika proteinkomplex utför bildningen av ATP. Andningskedjan är helt nödvändig för våra cellers överlevnad och en mängd olika processer måste samverka för att den skall bildas. Alla ingående proteiner måste finnas på rätt tid, rätt plats och i rätt proportioner. En ytterligare komplexitet är att proteinerna i andningskedjan har två olika ursprung. Vissa produceras inuti mitokondrien och andra utanför mitokondrien. Att sätta ihop dessa proteiner till en fullständig andningskedja kräver avancerad samordning mellan proteinproduktionen inuti mitokondrierna och importen av de proteiner som produceras utanför mitokondrien. Om denna samverkan inte fungerar som den ska, så kan det få förödande konsekvenser i form av allvarliga sjukdomstillstånd. Hur länkas då import och syntes av proteiner till hur de sammanfogas till andningskedjans olika proteinkomplex? Det är just detta gruppen vill klargöra med sin forskning. Genom tidigare rön har man nu en relativt god kunskap om hur proteinkomplexen i andningskedjan sätts samman, men många stora frågor kvarstår. Därför satsar forskargruppen på detaljerade mekanistiska studier av mitokondriell proteinsyntes. Strategin är att kombinera klassisk biokemi, modern strukturbiologi och kraftfull genetik i jäst och mänskliga celler för att uppnå en djup förståelse av denna outforskade process. Huvudfokus är att förstå tre väsentliga aspekter av proteinsyntesen: (i) I vilken ordning och genom vilka faktorer inleds proteinsyntesen. (ii) Hur koordineras sammanfogningen av den stora antal proteiner som ingår i andningskedjan. (iii) Hur noggrann är den mitokondriella proteinsyntesen och hur påverka detta mitokondriens funktion?

Energiomvandlingen som sköts av den mitokondriella andningskedjan är nödvändig för cellens ämnesomsättning och funktioner. Kännedom om denna livsviktiga process är därför central för både grundläggande vetenskap och för förståelsen av olika sjukdomstillstånd. Den nya kunskapen kan bana väg för att utveckla helt nya strategier för att behandla olika sjukdomar (t.ex. neurodegenerativa sjukdom och cancer) och åldrande där nedsatt mitokondriefunktion spelar en viktig roll.

Video (1:20)
Martin Ott presenterar sin forskning