Биологический факультет СПбГУ |
биофак СПбГУ |
Заведующий лабораторией — Сергей Георгиевич Инге-Вечтомов, д.б.н., акад. РАН, профессор
тел. (812)428-65-70
|
Рис.1. Почкующаяся клетка дрожжей-сахаромицетов (изображение получено с помощью рентгеновской томографии). |
Генетический контроль терминации трансляции Одно из научных направлений лаборатории - изучение генетического контроля терминации трансляции, завершающего этапа биосинтеза белка. Отправной точкой для этих исследований послужила идентификация двух генов дрожжей, рецессивные мутации в которых приводят к считыванию стоп-кодонов как значащих. Многолетние генетические и биохимические исследования, проводившиеся в нашей лаборатории и в нескольких российских и зарубежных лабораториях, позволили установить, что продукты этих генов, обозначенных как SUP45 и SUP35, выполняют функции факторов терминации трансляции eRF3 (Sup35) и eRF1 (Sup45), соответственно.
|
В настоящее время продолжается структурно-функциональное изучение этих белков на модели нонсенс-супрессии (Рис. 2). Получены важные данные относительно влияния различных изменений в их структуре на эффективность терминации трансляции и жизнеспособность дрожжей. Выявляются новые белки, взаимодействующие прямо или опосредованно с факторами терминации трансляции. | |
Рис. 2. Терминация трансляции у дрожжей. А. Узнавание стоп-кодона комплексом факторов терминации eRF1-eRF3. Б. Освобождение синтезированного белка, диссоциация рибосомы и факторов терминации трансляции.
|
Рис.3. Последствия прионного превращения фактора терминации трансляции eRF3(Sup35).
|
Изучаются плейотропные эффекты мутаций в генах SUP35 и SUP45, в частности, их влияние на стабильность хромосом, эффективность кариогамии, уровень экспрессии генов, кодирующих другие компоненты аппарата трансляции, характер роста. Большое внимание уделяется проблемам, связанным с эволюцией эукариотических факторов терминации. Исследования генетического контроля трансляции позволили сформулировать принцип поливариантности, отражающий универсальное свойство всех матричных процессов, и развить гипотезу, согласно которой неоднозначность трансляции представляет собой адаптивное свойство, сыгравшее существенную роль в эволюции.
Прионы дрожжей
С середины 90-х гг. начались активные исследования белковой (прионной) наследственности у дрожжей. Начало этих исследований в значительной степени связано с изучением цитоплазматического детерминанта дрожжей – фактора [PSI+ ], снижающего эффективность терминации трансляции. Природу этого фактора долгое время не удавалось установить. Прорыв произошел, когда было показано (благодаря, в том числе, и нашим исследованиям), что фактор [PSI+ ] представляет собой специфическим образом олигомеризованную форму фактора терминации трансляции eRF3, продукта гена SUP35 (Рис. 3). Олигомеризация части молекул белка Sup35 приводит к снижению эффективности терминации, что при использовании штаммов, несущих специфические мутации, легко зарегистрировать на фенотипическом уровне, как доминантную нонсенс-супрессию. В настоящее время у дрожжей найдено более десяти прионных наследственных детерминантов, непосредственное участие в обнаружении и характеристике четырех из них приняла наша лаборатория. Важнейшей особенностью прионной формы белка является способность к автокаталитическому поддержанию, обеспечивающая ее наследование в ряду клеточных поколений. В нашей лаборатории был описан уникальный прион дрожжей [ISP+ ]. Он в значительной степени отличается от других известных детерминантов по ряду характеристик. Например, это единственный известный прион, который локализован в ядре клетки. Кроме этого, белок Sfp1p, который образует агрегаты в клетках [ISP+ ], меняет свою функцию при переходе в прионную изоформу. Для всех других аналогичных факторов прионизация белка приводит к его инактивации. Возможно, данный детерминант является одним из примеров неизученных пока регуляторных механизмов, в основе которых лежат пространственные матрицы.
Лаборатория также поддерживает генетическую коллекцию дрожжей S. cerevisiae, насчитывающую сотни штаммов. В коллекцию входят:
Межлабораторное сотрудничество • Лаборатория биологии амилоидов СПбГУ
Основные публикации
Журавлева Г.А. Рождение и смерть генов. Генетика. 2015. Т. 51. С. 9 - 21.
| |
|
|
|
© Биологический факультет СПбГУ, 2006-2011 |