DNA import competence and mitochondrial genetics
Aim. To understand the mechanism(s) underlying mitochondrial competence for DNA uptake and to exploit these pathways for the development of in vivo models of gene therapy. Methods. DNA uptake into isolated mitochondria from plant or from mutant Saccharomyces cerevisiae defective for mitochondrial pr...
Saved in:
| Published in: | Вiopolymers and Cell |
|---|---|
| Date: | 2014 |
| Main Authors: | , , , , , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
2014
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/153732 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | DNA import competence and mitochondrial genetics / F. Weber-Lotfi, D.V. Mileshina, N. Ibrahim, M.V. Koulintchenko, G. D'Souza, V. Saxena, Yu.M. Konstantinov, R.N. Lightowlers, A. Dietrich // Вiopolymers and Cell. — 2014. — Т. 30, № 1. — С. 71-73. — Бібліогр.: 8 назв. — англ. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-153732 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Weber-Lotfi, F. Mileshina, D.V. Ibrahim, N. Koulintchenko, M.V. D'Souza, G. Saxena, V. Konstantinov, Yu.M. Lightowlers, R.N. Dietrich, A. 2019-06-14T14:44:37Z 2019-06-14T14:44:37Z 2014 DNA import competence and mitochondrial genetics / F. Weber-Lotfi, D.V. Mileshina, N. Ibrahim, M.V. Koulintchenko, G. D'Souza, V. Saxena, Yu.M. Konstantinov, R.N. Lightowlers, A. Dietrich // Вiopolymers and Cell. — 2014. — Т. 30, № 1. — С. 71-73. — Бібліогр.: 8 назв. — англ. 0233-7657 DOI: http://dx.doi.org/10.7124/bc.000881 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/153732 577 Aim. To understand the mechanism(s) underlying mitochondrial competence for DNA uptake and to exploit these pathways for the development of in vivo models of gene therapy. Methods. DNA uptake into isolated mitochondria from plant or from mutant Saccharomyces cerevisiae defective for mitochondrial proteins and carriers, biochemical approaches and transfection of mammalian cells with DNA bound to mitochondriotropic liposomes. Results. Special focus on the inner membrane showed the involvement of isoforms of the adenine nucleotide translocator and the contribution of proteins controlling mitochondrial morphology in DNA uptake into yeast organelles. Transfection assays led to significant incorporation of a mitochondrial construct into mammalian cells and expression of a marker gene. Conclusions. The data imply that there are multiple mitochondrial DNA import pathways. On the other hand, preliminary results suggest that mitochondriotropic liposomes can deliver DNA to mitochondria in live mammalian cells. Мета. Визначити механізми поглинання ДНК мітохондріями і використати їх для удосконалення існуючих моделей генної терапії in vivo. Методи. Поглинання ДНК ізольованими мітохондріями рослин або мітохондріями мутантних ліній Saccharomyces cerevisiae, дефектних за мітохондріальними білками та переносниками, біохімічні підходи і трансфекція в клітини ссавців ДНК, зв’язаної з мітохондріотропними ліпосомами. Результати. Основним підсумком вивчення внутрішньої мембрани виявилося встановлення того факта, що до процесу перенесення ДНК дріжджовими органелами залучені кілька ізоформ аденіннуклеотидтранслокази, а також білки, які контролюють мітохондріальну морфологію. В експериментах з трансфекції ДНК у клітини ссавців виявлено вбудовування в них мітохондріальної конструкції і експресію маркерного гена. Висновки. Отримані дані дозволяють припустити існування декількох механизмів імпорту ДНК у мітохондрії. Проте є попередні результати, які показують, що мітохондріотропні ліпосоми можуть бути використані для доставки ДНК у мітохондрії клітин ссавців in vivo. Цель. Выяснить механизмы поглощения ДНК митохондриями и использовать их для усовершенствования существующих моделей генной терапии in vivo. Методы. Поглощение ДНК изолированными митохондриями растений или митохондриями мутантных линий Saccharomyces cerevisiae, дефектных по митохондриальным белкам и переносчикам, биохимические подходы и трансфекция в клетки млекопитающих ДНК, связанной с митохондриотропными липосомами. Результаты. Основным итогом изучения внутренней мембраны оказалось установление того факта, что в процесс переноса ДНК дрожжевыми органеллами вовлечены несколько изоформ адениннуклеотидтранслоказы, а также белки, контролирующие митохондриальную морфологию. В экспериментах по трансфекции ДНК в клетки млекопитающих выявлены встраивание в них митохондриальной конструкции и экспрессию маркерного гена. Выводы. Полученные данные позволяют предположить существование нескольких механизмов импорта ДНК в митохондрии. Однако есть предварительные результаты, показывающие, что митохондриотропные липосомы могут быть использованы для доставки ДНК в митохондрии клеток млекопитающих in vivo. en Інститут молекулярної біології і генетики НАН України Вiopolymers and Cell Short Communications DNA import competence and mitochondrial genetics Природна здатність мітохондрій до імпорту ДНК і мітохондріальна генетика Природная способность митохондрий к импорту ДНК и митохондриальная генетика Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
DNA import competence and mitochondrial genetics |
| spellingShingle |
DNA import competence and mitochondrial genetics Weber-Lotfi, F. Mileshina, D.V. Ibrahim, N. Koulintchenko, M.V. D'Souza, G. Saxena, V. Konstantinov, Yu.M. Lightowlers, R.N. Dietrich, A. Short Communications |
| title_short |
DNA import competence and mitochondrial genetics |
| title_full |
DNA import competence and mitochondrial genetics |
| title_fullStr |
DNA import competence and mitochondrial genetics |
| title_full_unstemmed |
DNA import competence and mitochondrial genetics |
| title_sort |
dna import competence and mitochondrial genetics |
| author |
Weber-Lotfi, F. Mileshina, D.V. Ibrahim, N. Koulintchenko, M.V. D'Souza, G. Saxena, V. Konstantinov, Yu.M. Lightowlers, R.N. Dietrich, A. |
| author_facet |
Weber-Lotfi, F. Mileshina, D.V. Ibrahim, N. Koulintchenko, M.V. D'Souza, G. Saxena, V. Konstantinov, Yu.M. Lightowlers, R.N. Dietrich, A. |
| topic |
Short Communications |
| topic_facet |
Short Communications |
| publishDate |
2014 |
| language |
English |
| container_title |
Вiopolymers and Cell |
| publisher |
Інститут молекулярної біології і генетики НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Природна здатність мітохондрій до імпорту ДНК і мітохондріальна генетика Природная способность митохондрий к импорту ДНК и митохондриальная генетика |
| description |
Aim. To understand the mechanism(s) underlying mitochondrial competence for DNA uptake and to exploit these pathways for the development of in vivo models of gene therapy. Methods. DNA uptake into isolated mitochondria from plant or from mutant Saccharomyces cerevisiae defective for mitochondrial proteins and carriers, biochemical approaches and transfection of mammalian cells with DNA bound to mitochondriotropic liposomes. Results. Special focus on the inner membrane showed the involvement of isoforms of the adenine nucleotide translocator and the contribution of proteins controlling mitochondrial morphology in DNA uptake into yeast organelles. Transfection assays led to significant incorporation of a mitochondrial construct into mammalian cells and expression of a marker gene. Conclusions. The data imply that there are multiple mitochondrial DNA import pathways. On the other hand, preliminary results suggest that mitochondriotropic liposomes can deliver DNA to mitochondria in live mammalian cells.
Мета. Визначити механізми поглинання ДНК мітохондріями і використати їх для удосконалення існуючих моделей генної терапії in vivo. Методи. Поглинання ДНК ізольованими мітохондріями рослин або мітохондріями мутантних ліній Saccharomyces cerevisiae, дефектних за мітохондріальними білками та переносниками, біохімічні підходи і трансфекція в клітини ссавців ДНК, зв’язаної з мітохондріотропними ліпосомами. Результати. Основним підсумком вивчення внутрішньої мембрани виявилося встановлення того факта, що до процесу перенесення ДНК дріжджовими органелами залучені кілька ізоформ аденіннуклеотидтранслокази, а також білки, які контролюють мітохондріальну морфологію. В експериментах з трансфекції ДНК у клітини ссавців виявлено вбудовування в них мітохондріальної конструкції і експресію маркерного гена. Висновки. Отримані дані дозволяють припустити існування декількох механизмів імпорту ДНК у мітохондрії. Проте є попередні результати, які показують, що мітохондріотропні ліпосоми можуть бути використані для доставки ДНК у мітохондрії клітин ссавців in vivo.
Цель. Выяснить механизмы поглощения ДНК митохондриями и использовать их для усовершенствования существующих моделей генной терапии in vivo. Методы. Поглощение ДНК изолированными митохондриями растений или митохондриями мутантных линий Saccharomyces cerevisiae, дефектных по митохондриальным белкам и переносчикам, биохимические подходы и трансфекция в клетки млекопитающих ДНК, связанной с митохондриотропными липосомами. Результаты. Основным итогом изучения внутренней мембраны оказалось установление того факта, что в процесс переноса ДНК дрожжевыми органеллами вовлечены несколько изоформ адениннуклеотидтранслоказы, а также белки, контролирующие митохондриальную морфологию. В экспериментах по трансфекции ДНК в клетки млекопитающих выявлены встраивание в них митохондриальной конструкции и экспрессию маркерного гена. Выводы. Полученные данные позволяют предположить существование нескольких механизмов импорта ДНК в митохондрии. Однако есть предварительные результаты, показывающие, что митохондриотропные липосомы могут быть использованы для доставки ДНК в митохондрии клеток млекопитающих in vivo.
|
| issn |
0233-7657 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/153732 |
| citation_txt |
DNA import competence and mitochondrial genetics / F. Weber-Lotfi, D.V. Mileshina, N. Ibrahim, M.V. Koulintchenko, G. D'Souza, V. Saxena, Yu.M. Konstantinov, R.N. Lightowlers, A. Dietrich // Вiopolymers and Cell. — 2014. — Т. 30, № 1. — С. 71-73. — Бібліогр.: 8 назв. — англ. |
| work_keys_str_mv |
AT weberlotfif dnaimportcompetenceandmitochondrialgenetics AT mileshinadv dnaimportcompetenceandmitochondrialgenetics AT ibrahimn dnaimportcompetenceandmitochondrialgenetics AT koulintchenkomv dnaimportcompetenceandmitochondrialgenetics AT dsouzag dnaimportcompetenceandmitochondrialgenetics AT saxenav dnaimportcompetenceandmitochondrialgenetics AT konstantinovyum dnaimportcompetenceandmitochondrialgenetics AT lightowlersrn dnaimportcompetenceandmitochondrialgenetics AT dietricha dnaimportcompetenceandmitochondrialgenetics AT weberlotfif prirodnazdatnístʹmítohondríidoímportudnkímítohondríalʹnagenetika AT mileshinadv prirodnazdatnístʹmítohondríidoímportudnkímítohondríalʹnagenetika AT ibrahimn prirodnazdatnístʹmítohondríidoímportudnkímítohondríalʹnagenetika AT koulintchenkomv prirodnazdatnístʹmítohondríidoímportudnkímítohondríalʹnagenetika AT dsouzag prirodnazdatnístʹmítohondríidoímportudnkímítohondríalʹnagenetika AT saxenav prirodnazdatnístʹmítohondríidoímportudnkímítohondríalʹnagenetika AT konstantinovyum prirodnazdatnístʹmítohondríidoímportudnkímítohondríalʹnagenetika AT lightowlersrn prirodnazdatnístʹmítohondríidoímportudnkímítohondríalʹnagenetika AT dietricha prirodnazdatnístʹmítohondríidoímportudnkímítohondríalʹnagenetika AT weberlotfif prirodnaâsposobnostʹmitohondriikimportudnkimitohondrialʹnaâgenetika AT mileshinadv prirodnaâsposobnostʹmitohondriikimportudnkimitohondrialʹnaâgenetika AT ibrahimn prirodnaâsposobnostʹmitohondriikimportudnkimitohondrialʹnaâgenetika AT koulintchenkomv prirodnaâsposobnostʹmitohondriikimportudnkimitohondrialʹnaâgenetika AT dsouzag prirodnaâsposobnostʹmitohondriikimportudnkimitohondrialʹnaâgenetika AT saxenav prirodnaâsposobnostʹmitohondriikimportudnkimitohondrialʹnaâgenetika AT konstantinovyum prirodnaâsposobnostʹmitohondriikimportudnkimitohondrialʹnaâgenetika AT lightowlersrn prirodnaâsposobnostʹmitohondriikimportudnkimitohondrialʹnaâgenetika AT dietricha prirodnaâsposobnostʹmitohondriikimportudnkimitohondrialʹnaâgenetika |
| first_indexed |
2025-11-26T14:37:06Z |
| last_indexed |
2025-11-26T14:37:06Z |
| _version_ |
1850624703523192832 |
| fulltext |
71
UDC 577
DNA import competence and mitochondrial genetics
F. Weber-Lotfi1, D. V. Mileshina1, 2, N. Ibrahim1, 3, M. V. Koulintchenko1, 2, 3,
G. G. M. D’Souza4, V. Saxena4, Yu. M. Konstantinov2, R. N. Lightowlers3, A. Dietrich1
1Institute of Plant Molecular Biology, CNRS and University of Strasbourg (UdS)
12, General Zimmer Str., Strasbourg, France, 67084
2Siberian Institute Plant Physiology and Biochemistry, Siberian Branch of the RAS
132, Lermontova Str., Irkutsk, Russian Federation, 664033
3Institute for Cell and Molecular Biosciences, Medical School, Newcastle University
Framlington Place, Newcastle upon Tyne, UK, NE2 4HH
4School of Pharmacy, MCPHS University,
179, Longwood Ave., Boston, USA, MA 02115
andre.dietrich@ibmp-cnrs.unistra.fr
Aim. To understand the mechanism(s) underlying mitochondrial competence for DNA uptake and to exploit the-
se pathways for the development of in vivo models of gene therapy. Methods. DNA uptake into isolated mito-
chondria from plant or from mutant Saccharomyces cerevisiae defective for mitochondrial proteins and carriers,
biochemical approaches and transfection of mammalian cells with DNA bound to mitochondriotropic liposo-
mes. Results. Special focus on the inner membrane showed the involvement of isoforms of the adenine nucleotide
translocator and the contribution of proteins controlling mitochondrial morphology in DNA uptake into yeast or-
ganelles. Transfection assays led to significant incorporation of a mitochondrial construct into mammalian cells
and expression of a marker gene. Conclusions. The data imply that there are multiple mitochondrial DNA im-
port pathways. On the other hand, preliminary results suggest that mitochondriotropic liposomes can deliver DNA
to mitochondria in live mammalian cells.
Keywords: mitochondria, DNA import, mitochondrial transfection, plant, Saccharomyces cerevisiae, mammal.
Introduction. Mitochondrial genome expression is es-
sential for organelle functional efficiency and intercom-
partment cross-talk. Manipulation of mitochondrial ge-
netics is thus of interest for a range of fundamental in-
vestigations and is appealing to treat neurodegenerative
diseases caused by organelle DNA mutations. In plants,
mitochondrial genetics underlies key breeding tools.
Given the importance of these issues, transforming mi-
tochondria has been a long standing goal that was unfor-
tunately reached only in a couple of unicellular orga-
nisms. Contrasting with the failure to transform the or-
ganelles in whole cells, we established that isolated plant
and mammalian mitochondria can functionally import
double-stranded DNA through an active mechanism [1,
2]. The process is sensitive to a number of effectors and
can accommodate large size linear DNA [3]. Remarkab-
ly, the imported DNA functionally joins the organelle
genetic system. Marker sequences under the control of a
mitochondrial promoter are expressed in organello [1, 2].
Imported DNA carrying oxidative lesions is repaired
[4, 5]. Constructs carrying fragments of mitochondrial
DNA undergo homologous recombination with the resi-
dent DNA [6]. On that basis, we aim to understand the
mechanism(s) underlying mitochondrial competence for
DNA uptake and to develop cell uptake followed by mi-
tochondrial targeting of functional gene constructs.
Materials and methods. We developed DNA upta-
ke experiments with mitochondria isolated from potato
(Solanum tuberosum) or from Saccharomyces cerevi-
siae mutants defective for various nucleus-encoded mi-
ISSN 0233–7657. Biopolymers and Cell. 2014. Vol. 30. N 1. P. 71–73 doi: http://dx.doi.org/10.7124/bc.000881
Ó Institute of Molecular Biology and Genetics, NAS of Ukraine, 2014
tochondrial proteins and carriers. We used 1–2.3 kb ra-
diolabeled DNA fragments as substrates. Isolation of
mitochondria and uptake assays were performed as de-
scribed earlier [1, 7]. For mitochondrial targeting of
DNA in mammalian cells, a liposomal formulation was
prepared by a standard film hydration method [8]. A
2.2 kb DNA construct was complexed with the liposo-
mal carrier and incubated with a rat cell culture. qPCR
and RT-qPCR analyses assessed the level of cell-inter-
nalized construct and putative transcription.
Results and discussion. The voltage-dependent ani-
on channel (VDAC) seems to be involved in DNA trans-
location through the mitochondrial outer membrane [1,
2, 7]. For the inner membrane, inhibition studies of the
uptake using specific effectors pointed to an involve-
ment of the adenine nucleotide translocator in plants [1],
but the challenge of understanding which channel(s) can
be recruited or hijacked by double-stranded DNA mole-
cules remains mostly open. In the present studies, we used
both biochemical approaches and S. cerevisiae genetic
tools to identify the still elusive inner membrane pro-
teins participating in mitochondrial DNA import. Stri-
kingly, among the candidates from the inner membrane
carrier family selected on the basis of biochemical data
with plant organelles, only the two minor forms of the
adenine nucleotide translocator turned out to be requi-
red for optimal DNA translocation into isolated yeast
mitochondria (Figure). Conversely, we highlighted a pu-
tative contribution of proteins that control mitochond-
rial morphology in S. cerevisiae.
Building on the hypothesis that the competence for
DNA uptake is also a property of the organelles in vivo,
we attempted to use nanocarriers to target DNA to mito-
chondria in intact cells. We explored the use of a mito-
chondriotropic liposomal formulation to deliver a DNA
construct encoding a recoded green fluorescent protein
(gfp) gene controled by a rat mitochondrial promoter in-
to the mitochondria in live rat cells. In comparison to
free DNA and vehicle controls, incubation of the cells
with liposome/DNA complexes led to significant incor-
poration of the construct and generation of gfp mRNA.
Conclusions. Taken together, our data imply that the-
re are significant variations in the mitochondrial DNA
import mechanism between different organisms and that
even in a given organism multiple pathways might ope-
rate. Our first in vivo results suggest that mitochond-
riotropic liposomes can deliver DNA into mitochond-
ria of live mammalian cells, potentially opening novel
prospects for mitochondrial transfection.
Funding. This work was supported by regular fun-
ding from the CNRS and the University of Strasbourg, as
well as by the Investissements d’Avenir from the French
Ministry for Research (grant number ANR-11-LABX-
0057_MITOCROSS).
Ïðè ðîä íà çäàòí³ñòü ì³òî õîíäð³é äî ³ìïîð òó ÄÍÊ
³ ì³òî õîíäð³àëü íà ãå íå òè êà
Ô. Âå áåð-Ëîòô³, Ä. Â. ̳ëå øè íà, Í. ²áðàã³ì,
Ì. Â. Êóë³í÷åí êî, Ã. Ã. Ì. Äñó çà, Â. Ñàê ñå íà,
Þ. Ì. Êîí ñòàí òè íîâ, Ð. Í. Ëàé òà ó åðñ, À. Äèò ðèø
Ðå çþ ìå
Ìåòà. Âèç íà ÷è òè ìå õàí³çìè ïî ãëè íàí íÿ ÄÍÊ ì³òî õîíäð³ÿìè ³ âè-
êî ðèñ òà òè ¿õ äëÿ óäîñ êî íà ëåí íÿ ³ñíó þ ÷èõ ìî äå ëåé ãåí íî¿ òå ðàﳿ
72
WEBER-LOTFI F. ET AL.
Import assay
Incubation of mitochondria with radiolabeled dsDNA
DNase I treatment
Nucleic acid extraction and analysis by Southern blot
A
B
2.3 kb PI ®
MgCl2 2 mM
ATP 2 mM
- + - + - + - +
- - + + - - + +
Parental Daac 1, 2, 3
DNA import into mitochondria from S. cerevisiae deleted for the three
isoforms of adenine nucleotide translocator (Daac 1,2,3) is impaired: A
– scheme of an in vitro DNA import assay with isolated mitochondria
(dsDNA: double-stranded DNA); B – import of radiolabeled Zea mays
2.3 kb mitochondrial linear plasmid into isolated mitochondria from
the parental or the deleted S. cerevisiae strain, without or with addition
of MgCl
2
and /or ATP in the reaction medium. Migration of the 2.3 kb
import substrate is indicated by an arrow. Addition of ATP and MgCl
2
still enhances DNA import into mitochondria from the deleted strain.
When using mitochondria isolated from an S. cerevisiae strain deleted
for only the major form of the adenine nucleotide translocator (Daac
2), DNA import was not affected (not shown)
in vivo. Ìå òî äè. Ïîã ëè íàí íÿ ÄÍÊ ³çîëü î âà íè ìè ì³òî õîíäð³ÿìè
ðîñ ëèí àáî ì³òî õîíäð³ÿìè ìó òàí òíèõ ë³í³é Saccharomyces cerevi-
siae, äå ôåê òíèõ çà ì³òî õîíäð³àëü íè ìè á³ëêà ìè òà ïå ðå íîñ íè êà ìè,
á³îõ³ì³÷í³ ï³äõî äè ³ òðàíñ ôåêö³ÿ â êë³òèíè ññàâö³â ÄÍÊ, çâ’ÿ çà íî¿ ç
ì³òî õîíäð³îò ðîï íè ìè ë³ïî ñî ìà ìè. Ðå çóëü òà òè. Îñíîâ íèì ï³ä-
ñóì êîì âèâ ÷åí íÿ âíóòð³øíüî¿ ìåì áðà íè âè ÿ âè ëî ñÿ âñòà íîâ ëåí íÿ
òîãî ôàê òà, ùî äî ïðî öå ñó ïå ðåíå ñåí íÿ ÄÍÊ äð³æäæî âè ìè îðãà -
íå ëà ìè çà ëó ÷åí³ ê³ëüêà ³çî ôîðì àäåí³ííóê ëå î òèä òðàí ñëî êà çè, à
òà êîæ á³ëêè, ÿê³ êîí òðî ëþ þòü ì³òî õîíäð³àëü íó ìîð ôî ëîã³þ. Â
åêñïå ðè ìåí òàõ ç òðàíñ ôåêö³¿ ÄÍÊ ó êë³òèíè ññàâö³â âè ÿâ ëå íî âáó-
äîâóâàí íÿ â íèõ ì³òî õîíäð³àëü íî¿ êîíñòðóêö³¿ ³ åêñïðåñ³þ ìàð êåð -
íî ãî ãåíà. Âèñ íîâ êè. Îòðè ìàí³ äàí³ äîç âî ëÿ þòü ïðè ïóñ òè òè ³ñíó -
âàí íÿ äåê³ëüêîõ ìå õà íèçì³â ³ìïîð òó ÄÍÊ ó ì³òî õîíäð³¿. Ïðî òå º
ïî ïå ðåäí³ ðå çóëü òà òè, ÿê³ ïî êà çó þòü, ùî ì³òî õîíäð³îò ðîïí³ ë³ïî -
ñî ìè ìî æóòü áóòè âè êî ðèñ òàí³ äëÿ äîñ òàâ êè ÄÍÊ ó ì³òî õîíäð³¿
êë³òèí ññàâö³â in vivo.
Êëþ ÷îâ³ ñëî âà: ì³òî õîíäð³ÿ, ³ìïîðò ÄÍÊ, òðàíñ ôåêö³ÿ ì³òî -
õîíäð³é, ðîñ ëè íà, Saccharomyces cerevisiae, ññà âåöü.
Ïðèðîäíàÿ ñïî ñîá íîñòü ìè òî õîí äðèé ê èì ïîð òó ÄÍÊ
è ìè òî õîí äðèàëüíàÿ ãå íå òè êà
Ô. Âå áåð-Ëîò ôè, Ä. Â. Ìè ëå øè íà, Í. Èáðà ãèì,
Ì. Â. Êó ëèí ÷åí êî, Ã. Ã. Ì. Äñó çà, Â. Ñàê ñå íà,
Þ. Ì. Êîí ñòàí òè íîâ, Ð. Í. Ëàé òà ó ýðñ, À. Äèò ðèø
Ðå çþ ìå
Öåëü. Âû ÿñ íèòü ìå õà íèç ìû ïîãëî ùå íèÿ ÄÍÊ ìè òî õîí äðè ÿ ìè è èñ-
ïî ëüçîâàòü èõ äëÿ óñî âåð øå íñòâî âà íèÿ ñó ùåñ òâó þ ùèõ ìî äå ëåé
ãåííîé òå ðà ïèè in vivo. Ìå òî äû. Ïîã ëî ùå íèå ÄÍÊ èçî ëè ðî âàí íû-
ìè ìè òî õîí äðè ÿ ìè ðàñ òå íèé èëè ìè òî õîí äðè ÿ ìè ìó òàí òíûõ
ëè íèé Saccharomyces cerevisiae, äå ôåê òíûõ ïî ìè òî õîí äðè àëü -
íûì áåë êàì è ïå ðå íîñ ÷è êàì, áè î õè ìè ÷åñ êèå ïîä õî äû è òðàíñ ôåê -
öèÿ â êëåò êè ìëå êî ïè òà þ ùèõ ÄÍÊ, ñâÿ çàí íîé ñ ìè òî õîí äðèî-
òðîïíûìè ëè ïî ñî ìà ìè. Ðå çóëü òà òû. Îñíîâ íûì èòî ãîì èç ó÷å íèÿ
âíóòðåí íåé ìåì áðà íû îêà çà ëîñü óñòà íîâ ëå íèå òîãî ôàê òà, ÷òî
â ïðî öåññ ïå ðå íî ñà ÄÍÊ äðîæ æå âû ìè îðãà íåë ëà ìè âîâ ëå ÷å íû íå -
ñêîëü êî èçî ôîðì àäå íèí íóê ëå î òèäòðàíñ ëî êà çû, à òàê æå áåë êè,
êîíòðî ëè ðó þ ùèå ìè òî õîí äðè àëü íóþ ìîð ôî ëî ãèþ. Â ýêñ ïå ðè ìåí-
òàõ ïî òðàíñ ôåê öèè ÄÍÊ â êëåò êè ìëå êî ïè òà þ ùèõ âû ÿâ ëåíû
âñòðà è âà íèå â íèõ ìè òî õîí äðè àëü íîé êî íñòðóê öèè è ýêñ ïðåñ ñèþ
ìàð êåð íî ãî ãåíà. Âû âî äû. Ïî ëó ÷åí íûå äàí íûå ïî çâî ëÿ þò ïðåä -
ïî ëî æèòü ñó ùåñ òâî âà íèå íå ñêîëü êèõ ìå õà íèçìîâ èì ïîð òà ÄÍÊ
â ìè òî õîí äðèè. Îäíà êî åñòü ïðåä âà ðèòåëü íûå ðå çóëü òà òû, ïî êà -
çû âà þ ùèå, ÷òî ìè òî õîí äðè îò ðîïíûå ëèïîñî ìû ìî ãóò áûòü èñ -
ïîëü çî âà íû äëÿ äîñ òàâ êè ÄÍÊ â ìè òî õîíäðèè êëå òîê ìëå êî ïè òà-
þùèõ in vivo.
Êëþ ÷å âûå ñëî âà: ìè òî õîí äðèÿ, èì ïîðò ÄÍÊ, òðàíñ ôåê öèÿ ìè-
òî õîí äðèé, ðàñ òå íèå, Saccharomyces cerevisiae, ìëå êî ïè òà þ ùåå.
REFERENCES
1. Koulintchenko M, Konstantinov Y, Dietrich A. Plant mitochond-
ria actively import DNA via the permeability transition pore
complex. EMBO J. 2003; 22(6):1245–54.
2. Koulintchenko M, Temperley RJ, Mason PA, Dietrich A, Lightow-
lers RN. Natural competence of mammalian mitochondria allows
the molecular investigation of mitochondrial gene expression.
Hum Mol Genet. 2006; 15(1):143–54.
3. Ibrahim N, Handa H, Cosset A, Koulintchenko M, Konstantinov
Y, Lightowlers RN, Dietrich A, Weber-Lotfi F. DNA delivery to
mitochondria: sequence specifity and energy enhancement. Pharm
Res. 2011; 28(11):2871–82.
4. Boesch P, Ibrahim N, Paulus F, Cosset A, Tarasenko V, Dietrich
A. Plant mitochondria possess a short-patch base excision DNA
repair pathway. Nucleic Acids Res. 2009; 37(17):5690–700.
5. Boesch P, Ibrahim N, Dietrich A, Lightowlers RN. Membrane as-
sociation of mitochondrial DNA facilitates base excision repair in
mammalian mitochondria. Nucleic Acids Res. 2010; 38(5):
1478–88.
6. Mileshina D., Koulintchenko M., Konstantinov Y., Dietrich A.
Transfection of plant mitochondria and in organello gene inte-
gration. Nucleic Acids Res. 2011; 39(17):e115.
7. Weber-Lotfi F, Ibrahim N, Boesch P, Cosset A, Konstantinov Y,
Lightowlers RN, Dietrich A. Developing a genetic approach to
investigate the mechanism of mitochondrial competence for
DNA import. Biochim Biophys Acta. 2009; 1787(5):320–7.
8. Boddapati SV, Tongcharoensirikul P, Hanson RN, D’Souza GG,
Torchilin VP, Weissig V. Mitochondriotropic liposomes. J Lipo-
some Res. 2005; 15(1–2):49–58.
Received 15.07.13
73
DNA IMPORT COMPETENCE AND MITOCHONDRIAL GENETICS
|