Identification of mitochondrial electron transport chain mutations that effect ageing

Abstract

Yaşlılık zararlı etkilerin birikmesine bağlı olarak hücrenin fonksiyonunukaybetmesi olarak tanımlanabilir. Mitokondriyel elektron taşıma zinciri (ETC) reaktifoksijen türlerinin (ROS) asıl oluşum yeridir. Yaşlılığın serbest radikal teorisine görenormal aerobik solunumla oluşan serbest radikaller zamanla birikerek yaşlılık vedejeneratif hastalıklara sebep olabilirler. Önceki çalışmalarda, iç mitokondriyel zarkompleksleri I ve III, ROS oluşum yerleri olarak tespit edilmesine rağmen yaşlılığınmoleküler mekanizması hala tartışma konusudur. Çalışmanın amacı, model organizmaolarak S.cerevisiae hücrelerini kullanarak ve bu hücrelerin ROS oluşturmapotansiyelleri esas alınarak yaşlanmayı etkileyen mitokondriyel ETC mutasyonlarınıtespit etmektir. 73 ETC geninden yoksun delesyon mutantları analiz edildi ve dokuzgenin yaşlanma profillerine göre replikatif ömürlerinde azalma olduğu bulundu. Ayrıca,yaşlanma profillerinin yanı sıra, bu delesyon suşların ROS üretim seviyeleri,respirasyon kapasiteleri ve dış kaynaklı oksidatif stres toleransları incelendi. Yaşamsüresinin bu genler tarafından düzenlendiğini doğrulamak için, genler yabani türdeaşırı ifadelendirildi ve yaşlanma profilleri analiz edildi. Birçok hücre yalnızca vektörübulunduran yabani tür kontrol hücrelerine göre daha uzun yaşadı. Çalışmamız bazıETC genlerinin mitokondriyel fonksiyonlarda ve yaşlılıkta önemli bir rol aldığını önesürmektedir. Bu sebeple çalışmamızın yaşlılık çalışma alanlarında katkı sağlamasınıumuyoruz.

Aging can be defined as the loss of cell functionality by accumulation ofdeleterious effects. Mitochondrial electron transport chain (ETC) is the main site forreactive oxygen species (ROS) production. According to free radical theory of aging,free radicals produced by normal aerobic respiration accumulate by time and can causeaging. Although previous studies have identified that inner mitochondrial membranecomplexes I and III are the major sites of ROS production, role of ETC genes in ROSproduction is a matter of debate. The purpose of the present study was to determine theETC mutations that affect aging using S.cerevisiae as a model organism. Deletionmutants of S.cerevisiae lacking 73 genes of ETC were analyzed aging and we found outthat nine mutants caused reduction in replicative lifespan. In addition to aging profiles,ROS production levels, respiratory competence and oxidative stress tolerance level ofthese deletion strains were also investigated. In order to verify lifespan modulation bythese genes, they were all overexpressed in wild-type cells and aging profile of these cellswas analyzed. Most of the cells lived longer than wild type control cells containing shamvector. Our results suggest that some of the ETC genes play important roles inmitochondrial functions and aging. We hope that our results will contribute to the fieldof aging studies.