Dittenhafer-Reed研究小组

理解线粒体功能在人类健康和疾病

线粒体,细胞的强国,存在于细胞的中心生物合成途径和能源生产中发挥重要作用,控制细胞死亡和氧化应激。线粒体功能缺陷导致大量继承了人类疾病和贡献明显与年龄相关的疾病,如神经退行性疾病和癌症。Dittenhafer-Reed博士的实验室里工作结合了生物化学、分子生物学和细胞生物学方法研究基本生化机制调节线粒体功能和新陈代谢,以便更深入的了解这些疾病。

线粒体DNA转录机制的控制

人体中的近1亿亿线粒体出现近二十亿年前,当一个能源生产proteobacterium真核细胞前体吞没了。这个proteobacterium演变成现代的线粒体,生产的大多数细胞能量货币形式的ATP。随着时间的推移,线粒体已经获得了大量的新功能的核心细胞存在。有趣的是,线粒体有保留自己的小圆形基因组与单一的哺乳动物细胞拥有数以百计的线粒体DNA的拷贝(mtDNA), 16.6千碱基圆形双链分子编码13电子传递链复合体的基本单元。线粒体蛋白质组剩下的大约1500个成员,包括一个额外的70氧化磷酸化mtDNA所需组件和所有的机械复制,转录和翻译,是由核基因编码的,是遗传的线粒体基因组的独立和治疗。因此,协调的核和线粒体基因表达对线粒体功能至关重要。而线粒体转录起始是已知的核心组件,详细了解转录控制缺乏。Dittenhafer-Reed实验室的研究目标是揭示生化机制控制线粒体基因表达和mtDNA稳定。

表征mtDNA病毒核心蛋白基因组和转录监管维护

我们的研究的目的是揭示基本生化机制,控制细胞线粒体基因表达,并允许对不同能量的要求。我们的目标是确定是否可逆的蛋白质修饰调节mtDNA转录。DNA携带所需的指令使蛋白质在细胞中发现。转录的过程是一个特定的DNA片段(基因)选择蛋白质产量。翻译遵循的过程,涉及到使用转录的蛋白质的合成DNA (mRNA)作为模板。每三个核苷酸的DNA携带一个氨基酸的代码。氨基酸链连接在一起,产生一种蛋白质折叠成一个三维结构。转录后修饰是额外的化学修饰的氨基酸组成的蛋白质,可以添加和删除调节蛋白质功能。在某些情况下,存在与否的化学标签作为一个灯的开关,将蛋白质功能。在其他情况下,这些修改的行为更变光开关,上下微调蛋白质功能取决于细胞的需要。

类似于包装组蛋白染色体DNA蛋白质在细胞核中,压实成mtDNA-protein mtDNA分子复合物称为类核。线粒体蛋白质类核紧凑和保护mtDNA mtDNA转录和影响。质谱研究了近60蛋白质类核复合体。这些蛋白质包括核心转录机械,所需的因素mtDNA复制和翻译和线粒体代谢酶。许多病毒核心蛋白被发现是你修改;然而,仍有待探索这些修改的功能意义。理解人类mtDNA的维护和基因表达,Dittenhafer-Reed实验室使用生化方法来分析病毒核心蛋白结构、转录后修饰及其功能。