title: Structural changes in mitochondria in dopaminergic neurons after conditional knockout of MFN2 gene
metadata.name: dc.contributor.advisor
metadata.value: Сибаров Дмитрий Александрович
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.contributor.advisor
metadata.value: Sibarov Dmitrij Aleksandrovic
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.contributor.author
metadata.value: Шишков Алексей Григорьевич
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.contributor.author
metadata.value: Siskov Aleksej Grigorevic
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.contributor.editor
metadata.value: Шупляков Олег Викторович
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.contributor.editor
metadata.value: Suplakov Oleg Viktorovic
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.date.accessioned
metadata.value: 2021-08-07T09:11:37Z
metadata.lang: -
metadata.name: dc.date.available
metadata.value: 2021-08-07T09:11:37Z
metadata.lang: -
metadata.name: dc.date.issued
metadata.value: 2021
metadata.name: dc.identifier.other
metadata.value: 062433
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.identifier.uri
metadata.value: http://hdl.handle.net/11701/32428
metadata.lang: -
metadata.name: dc.description.abstract
metadata.value: Черная субстанция – это одно из ядер среднего мозга, содержащее дофаминергические (DA) нейроны, проецирующиеся в стриатум и контролирующие программы произвольного и непроизвольного движения. Дегенерация этой популяции нейронов является причиной двигательных симптомов, обнаруживаемых у пациентов с болезнью Паркинсона (БП). Основной причиной БП является гибель дофаминергических нейронов чёрной субстанции и нарушение их проекций в стриатум. Имеются экспериментальные доказательства того, что митохондрии необходимы для поддержания клеточных функций DA нейронов. Митохондриальная дисфункция, обнаруживаемая в результате нарушения митохондриальной ДНК или появления мутаций в генах, ассоциированных с БП, зачастую сопутствует болезни Паркинсона. Одним из возможных белков, связывающих митохондриальную дисфункцию с БП, является митофузин 2 (Mfn2). Mfn2 представляет собой трансмембранный белок, расположенный во внешней митохондриальной мембране. В DA нейронах он является критическим компонентом в процессах динамики митохондрий. При этом, мутации в БП-ассоциированных генах связывают с нарушением функционирования Mfn2. Однако причинный вклад самого Mfn2 в развитие митохондриальной дисфункции при БП остается неясным. Экспериментальные работы, имеющиеся на данный момент, применяют метод нокаута гена Mfn2, однако наблюдаемый при этом фенотип может являться не только следствием нейродегенерации, но и нарушения эмбрионального развития. В настоящей работе проведено исследование митохондриальной структуры в DA нейронах у взрослых животных при условном выключении гена Mfn2. Для этого была создана модель, у которой выключение Mfn2 происходило в сформированной дофаминергической системе. В данной работе с помощью метода трансмиссионной электронной микроскопии (ТЭМ) была исследована морфология митохондриальных мембран через 3, 6 и 9 недель после выключения Mfn2. С помощью метода фокусируемого ионного пучка – сканирующего электронного микроскопа (ФИП-СЭМ) и последующей обработки в ПО Amira была реконструирована трехмерная форма органелл на ранних стадиях после выключения Mfn2. Полученные результаты позволяют утверждать, что при нарушении функционирования Mfn2 митохондрии теряют способность к слиянию на ранних этапах после выключения гена. Кроме того, отмеченное нарушение формы и целостности внутренней и внешней мембраны органелл позволяет предполагать, что Mfn2 может быть связан с белковыми комплексами, стабилизирующими структуру мембран митохондрий.
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.description.abstract
metadata.value: The substantia nigra is the midbrain nucleus containing dopaminergic (DA) neurons that project into the striatum and control wanted and unwanted movement programs. Degeneration of this population of neurons is responsible for the motor symptoms found in patients with Parkinson's disease (PD). The main cause of PD is the death of dopaminergic neurons of the substantia nigra and disruption of their projections into the striatum. There is experimental evidence that mitochondria are required to maintain cellular functions of DA neurons. Mitochondrial dysfunction, found as a result of mitochondrial DNA disruption or mutations in PD-associated genes, is often associated with Parkinson's disease. One of the possible proteins that associate mitochondrial dysfunction with PD is mitofusin 2 (Mfn2). Mfn2 is a transmembrane protein located in the outer mitochondrial membrane. In DA neurons, it is a critical component in the processes of mitochondrial dynamics. Interestingly, mutations in PD-associated genes are associated with impairment of Mfn2 function. However, the causal contribution of Mfn2 to the development of mitochondrial dysfunction in PD remains unclear. The experimental works available at the moment use the Mfn2 gene knockout method, however, the phenotype observed in this case may be not only a consequence of neurodegeneration, but also impaired embryogenesis. In this work, we studied the mitochondrial structure in DA neurons in adult animals with the conditional knockout of the Mfn2 gene. For this, a model was created in which Mfn2 may be switched off in the formed dopaminergic system. In this work, using the method of transmission electron microscopy (TEM), the morphology of mitochondrial membranes was studied in 3, 6, and 9 weeks after Mfn2 KO. Using the focused ion beam – scanning electron microscope (FIB-SEM) and subsequent processing in the Amira software, 3D shape of the organelles was reconstructed in the early stages after Mfn2 KO. The results obtained suggest that mitochondria lose their ability to fuse in the early stages after Mfn2 KO. In addition, the noted violation of the shape and integrity of the inner and outer membranes of organelles suggests that Mfn2 may be associated with protein complexes that stabilize the structure of mitochondrial membranes.
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.language.iso
metadata.value: ru
metadata.name: dc.subject
metadata.value: Болезнь Паркинсона
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.subject
metadata.value: Дофаминергические нейроны
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.subject
metadata.value: Митохондрия
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.subject
metadata.value: Митофузин 2
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.subject
metadata.value: Условный нокаут
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.subject
metadata.value: Электронная микроскопия
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.subject
metadata.value: Parkinson's disease
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.subject
metadata.value: Dopaminergic neurons
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.subject
metadata.value: Mitochondrion
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.subject
metadata.value: Mitofusin 2
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.subject
metadata.value: Conditional knockout
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.subject
metadata.value: Electron microscopy
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.title
metadata.value: Structural changes in mitochondria in dopaminergic neurons after conditional knockout of MFN2 gene
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.title.alternative
metadata.value: Структурные изменения в митохондриях дофаминергических нейронов при условном нокауте гена MFN2
metadata.lang: ru_RU
resources.filename: Strukturnye_izmenenia_v_mitohondriah_dofaminergiceskih_nejronov_pri_uslovnom_nokaute_gena_Mfn2.pdf
resources.url: https://dspace.spbu.ru/bitstream/11701/32428/1/Strukturnye_izmenenia_v_mitohondriah_dofaminergiceskih_nejronov_pri_uslovnom_nokaute_gena_Mfn2.pdf
resources.format: Adobe PDF
resources.description: Article
resources.size: 17,53 MB
resources.filename: reviewSV_Otzyv_naucnogo_rukovoditela_na_Siskova_AG.pdf
resources.url: https://dspace.spbu.ru/bitstream/11701/32428/2/reviewSV_Otzyv_naucnogo_rukovoditela_na_Siskova_AG.pdf
resources.format: Adobe PDF
resources.description: ReviewSV
resources.size: 89,76 kB