Шановні колеги, вітаю Вас! Науковий семінар Інституту біохімії ім. О.В.Палладіна НАН України «Актуальні проблеми сучасної біохімії» продовжує свою роботу. 28-го січня (вівторок) 2025 р. о 10-30 в Актовій залі Інституту будемо слухати доповідь наукового співробітника відділу біохімії вітамінів і коензимів Інституту к.б.н. Тихоненко Тетяни Михайлівни «Дослідження динаміки мембранних контактів органел за фізіологічних умов та за нейродегенерації».
Традиційно до цього інформаційного листа додаю авторські тези доповіді.
При цьому повідомляю, що прийняти участь у роботі семінару можна буде й у дистанційному форматі відповідно до наступної адреси: https://meet.google.com/unv-okki-pjp
Запрошую Вас та Ваших колег до участі у роботі нашого семінару.
З повагою - С.О.Костерін
21 січня 2025 р.
Тези доповіді наукового співробітника відділу біохімії вітамінів і коензимів
Інституту біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України
Тихоненко Тетяни Михайлівни
«Дослідження динаміки мембранних контактів органел за фізіологічних умов та за нейродегенерації»
Органели, які залучені до координації важливих фізіологічних функцій в організмі здійснюють їх через мембранні контакти (сайти мембранних контактів, MCS) за рахунок тісного контакту без злиття, забезпечуючи перебіг процесів за участі мембран.
За останнє десятиліття дослідження у цій галузі набули значного розмаху, що призвело до широкого розповсюдження визнання того, що всім органелам притаманна наявність мембранних контактів.
Нещодавно проведеними дослідженнями встановлено динамічну природу мембранних контактів органел як з точки зору поділу/злиття, так і динаміки самого мембранного контакту в часі та просторі. Однак, на сьогодні нез’ясовано чи існує унікальна часова поведінка та специфічна динаміка для мембранних контактів різних органел при їх взаємодії.
Метою даної роботи було дослідження механізмів, які залучені до руху мембранних контактів органел всередині клітин, MCS поведінки як у фізіологічних, так і в патофізіологічних умовах, що сприятиме встановленню подій, що відбуваються на межі різних органел.
Дана робота була спрямована на дослідження у двох основних напрямах: з’ясувати природу таких мембранних контактів як: ендоплазматичний ретикулум-мітохондрія (ЕR-МТ), ендоплазматичний ретикулум-плазматична мембрана (ЕR-PM), лізосома-мітохондрія (LY-MT) та пероксисома-мітохондрія (PO-MT) за фізіологічних умов та за умов розвитку нейродегенеративних розладів, зокрема за хвороби Паркінсона.
Дослідження були проведенні на моделі гібридної клітинної лінії, подібної моторному нейрону миші NSC-34 (the mouse motor neuron cell line NSC-34 cells), яку можна легко та швидко диференціювати в однорідну нейрональну популяцію з довгими аксонами. При цьому було підібрано відповідні умови диференціації та трансфекції для цієї клітинної лінії.
На першому етапі досліджуваних мембранних контактів органел було вибірково охарактеризовано за допомогою модульних датчиків на основі розділеного зеленого протеїну (SPLICS) динамічну поведінку з точки зору руху в часі та просторі за фізіологічних умов. На другому етапі досліджували чи відбуваються зміни руху вищезазначених MCS за надекспресії протеїну паркін (parkin).
Було визначено кількість мембранних контактів органел у сомі та перших 50 мкм аксонів трансфікованих клітин (середнє значення ± SEM: сома-SPLICSS-P2AER-MT= 151,4 ± 28,03; SPLICSS-P2AER-PM= 423,5 ±53,55; SPLICSS-P2APO-MT = 309,1 ± 32,02; SPLICSS-P2ALY-MT = 268,5 ± 35,10; аксон-SPLICSS-P2AER-MT = 14,22 ± 1,012; SPLICSS-P2AER-PM = 52,47 ± 3,963; SPLICSS-P2APO-MT = 23,97 ± 2,648; SPLICSS-P2ALY-MT= 26,57 ± 2,212), щільність в сомі та аксоні встановлена наступним чином: ER-PM>LY-MT=PO-MT>ER-MT.
Згідно цих досліджень виявлено, що партнерська органела, з якою встановлений контакт, визначає його специфіку з точки зору динаміки. За фізіологічних умов було виявлено чітку динаміку для різних мембранних контактів органел в аксонах ((середня швидкість: SPLICSS-P2AER-MT = 0,1779±0,02034 мкм/сек; SPLICSS-P2AER-PM = 0,3359±0,02332 мкм/сек; SPLICSS-P2APO-MT=0,3026±0,02851 мкм/сек; SPLICSS-P2ALY-MT = 0,1485±0,03245 мкм/сек). Кількісна оцінка середньої швидкості показала підвищення руху контактів ER-PM і PO-MT, проте менш рухливими контактами виявилися LY-МТ. Було оцінено динаміку в аксонах для досліджуваних мембранних контактів за надекспресії протеїну паркіну (середня швидкість: SPLICSS-P2AER-MT = 0,3211 ± 0,03421 мкм/сек; SPLICSS-P2AER-PM = 0,4945 ± 0,02605 мкм/сек; SPLICSS-P2APO-MT = 0,3306 ± 0,02827 мкм/сек; SPLICSS-P2ALY-MT = 0,2710 ± 0,02165 мкм/сек) та встановлено підвищення швидкості для мембранних контактів ER-MT, ER-PM і LY-MT у 1,80 рази, 1,47 рази і 1,83 рази відповідно, у той час як швидкість руху для PO-MT залишалася незмінною.
Отримані результати свідчать про те, що порушення специфічної динамічної поведінки органел може бути перспективною фармакологічною мішенню для запобігання розвитку та лікування нейродегенеративних захворювань.