Целью курса является углубленное изучение строения и биологической роли митохондрий, биохимических реакций, протекающих в этих органеллах и взаимосвязи процессов, протекающих в митохондриях, с другими клеточными процессами. 

На лекциях освещаются основные функции митохондрий: цикл Кребса, дыхание, сопряжение дыхания и синтеза АТФ, окисление жирных кислот, цикл мочевины, синтез гем-содержащих белков, роль митохондрий в программируемой клеточной гибели и в процессе старения, и др. 

Список всех тем лекций

Лекция 1. Основные сведения о митохондриях.
Вводная часть Митохондрия: определение, структура и функции Функции митохондрий История изучения митохондрий Происхождение митохондрий Дыхание Использование энергии для синтеза АТФ Ферменты дыхательной цепи Митохондриальные мембраны Общие свойства биомембран Проницаемость биомембран Мембранные транспортные белки Холестерол в мембранах Кардиолипин в мембранах Подведение итогов Митохондрии в цифрах Роль митохондрий в патологиях Митохондриальные белки в клетке

Лекция 2. Динамика и деление митоходрий.
Сколько митохондрий в клетке? Митохондриальный ретикулум (=сеть) Митохондриальная динамика Гетерогенность митохондрий Работа флуоресцентного зонда Деление митохондрий (Dnm1) на митохондриях Белок Dyn2 Сайт связывания Drp1 Дробление митохондрий Подведение итогов Белок FtsZ (гомологичный бактериальному) Заключение Открытые вопросы

Лекция 3. Слияние митоходрий. Кристы.
Слияние митохондрий Белки, участвующие в процессе слияния Трёхбуквенные аббревиатуры генов Строение белковых комплексов Методы изучения слияния мембран Последовательность событий при слиянии митохондрий Механическое сближение мембран Остановка процесса слияния, интермедиаты Слияние митохондрий требует гидролиза GTP Слияние внутренних мембран Особенности действия ОРА1 Факторы, влияющие на способность к слиянию Явление "Kiss and run" Диффузия мембранных белков Подведение итогов, структурирование Кристы митохондрий Формы крист Как различить пространственные структуры крист Cristae junstions - тип строения крист Неоднородность внутренней мембраны Участие АТФ-синтаз в формировании крист Участие различных белков в формировании крист Модели формирования крист Функции митохондриальной динамики Пролиферация митохондрий Структура ретикулума в клеточном цикле Изменение трансмембранного потенциала Открытый вопрос Комплементация митохондрий Перетасовка мтДНК Искусственная цитодукция Транспорт энергии по клетке Стрессорные условия для митохондрий

Лекция 4. Транспорт и контроль качества митохондрий.
Повторение предыдущей лекции Транспорт митохондрий Движение митохондрий в нейроне Скорость движения митохондрий Антероградный транспорт в митохондриях Кинезины - молекулярные моторы Процессивное и броуновское движение Выключение белка Miro Нарушение движения фибробластов Влияние избытка Са2+ на белок Miro Ретроградный транспорт в митохондриях Влияние синтафилина на движение митохондрий Кимограмма Связывание с синтафилином Депривация по кислороду и глюкозе Движение с помощью актинового цитоскелета Псевдогифы Итоги по движению митохондрий Контроль качества митохондрий Неферментативные модификации аминокислот Митохондриальные протеазы Регуляция митохондриальной динамики протеазами Влияние митохондрий на белки цитозоля Митофагия Деполяризация фрагмента митохондрии Схема работы системы митофагии PINK-киназа, Parkin-убиквитин лигаза Слияние аутофагосомы с лизосомой Мишень для Parkin Выявление убиквитинилированных белков Выявление мишени Parkin Другие виды митофагии FUNDC1-зависимая митофагия при гипоксии Nix-зависимая митофагия в эритроцитах Селективная митофагия у дрожжей Способы избавления от митохондрий Подведение итогов лекции

Лекция 5. Закономерности наследования митохондриальной ДНК.
Введение Гетероплазмия Гетероплазмия в популяции человека Наследование нескольких молекул мтДНК Селекция мтДНК на нескольких уровнях организации Изучение наследования разных вариантов мтДНК Явление "бутылочного горлышка" для мтДНК Влияние возраста матери на передачу гетероплазмии Возникновение и реализация "бутылочного горлышка" Зачем нужно "бутылочное горлышко"? Селекция мутантных мтДНК на межклеточном уровне Влияние отцовской мтДНК на зародышевую линию Характер наследования мтДНК Присутствие отцовской мтДНК у разных организмов Двойное монородительское наследование мтДНК Дивергениция материнской и отцовской мтДНК у мидий Причины распространения этого явления Механизмы уничтожения отцовской мтДНК Деградация отцовской мтДНК у мух дрозофил Деградация отцовской мтДНК у млекопитающих Причины существования различных механизмов Гипотеза 1 Эгоистичная мтДНК Накопление мутантных мтДНК при старении мицелия Эгоистичная мтДНК передаётся через поколения Гипотеза 2 Искуственно вызванная митофагия Делеция паркина у нематод Подведение итогов Интрогрессия как особенность мтДНК Иллюстрация интрогрессии Захват митохондрий клетками трансмиссионного рака

Лекция 6. Координация работы митохондрий и ядра клетки.
Введение в тему лекции Комплексы ядерных и митохондриальных белков Изучение митохондриально-ядерных взаимодействий Цитоплазматические гибриды (Cybrids) Митохондриально-ядерный эпистаз Искусственно полученные cybrids Искусственно полученные многоклеточные cybrids Проблемы процедуры замены митохондрий Конфликт мутаций отцовской мтДНК "Mother's curse" Белок-кодирующие гены в митохондриях Потеря генов в мтДНК в филогенезе эукариот Псевдогены NUMT Псевдогены в ядерном геноме птиц мтДНК многих беспозвоночных Почему некоторые гены остались в мтДНК? Искусственный перенос генов из мтДНК в ядро Редукция функций митохондрий в эволюции эукариот Гидрогеносома и принципы её работы Консервативные функции митохондрий Особенности биосинтеза FeS-кластеров оксимонадами Передача сигнала от митохондрий к ядру Накопление пероксисом при нарушении работы митохондрий Глиоксилатный шунт в пероксисомах Активация множественной лекарственной устойчивости Ретроградный ответ и скорость пролиферации Ретроградная сигнализация у пекарских дрожжей Ca2+-зависимая ретроградная сигнализация Другие способы связи митохондрии и ядра Выход цитохрома С активирует апоптоз Что митохондрия экспортирует в цитоплазму? Связь митохондрий между собой

Лекция 7. Аутофагия: виды, участники, механизмы. Митофагия.
Введение Учёные, которые внесли вклад в изучение аутофагии Функции аутофагии План лекции Актуальность темы в физиологии и патофизиологии Стимулы, активирующие аутофагию Виды аутофагии Макроаутофагия Участники процесса макроаутофагии Формирование аутофагосомы Система убиквитинирования Микроаутофагия Типы микроаутофагии и их различия Шаперон-зависимая аутофагия Контроль качества митохондрий Избирательная деградация митохондрий Механизмы защиты митохондрий от повреждения Основные митохондриальные протеазы эукариот Участие пептидаз в процессинге белков Митохондриальная динамика при активации митофагии Классическая (PINK-PARKIN зависимая) митофагия Белки, отвечающие за селекцию митохондрий NIX зависимый механизм митофагии Формирование зрелого ретикулоцита без митохондрий года Фактор HIF-1α (индуцируемый гипоксией) Регуляция фактора HIF-1α неэкспрессионная

Лекция 8. Связь митохондрий с кальцием, кислородом и старением.
Введение Основы кальциевой регуляции Связь между градиентом концентрации и потенциалом Транспорт Са2+ через мембрану Концентрация кальция в клетке Константа связывания Повышение концентрации Са2+ в клетке Систему удаления Са2+ из клетки Роль митохондрий в удалении кальция Кальциевый унипортер - каналоподобный белок Эксперимент по определению роли унипортера Явление разрыва митохондрий Состояние митохондрий при разных концентрациях Са2+ Дэнхем Харман изучил роль свободных радикалов в старении Основные пункты теории Хармана Другие открытия в данной области Активные формы кислорода (АФК) Источники свободных радикалов в клетке Мишени свободных радикалов Митохондриальная ДНК в роли мишени Митохондриальная теория старения Снижение экспрессии белков дыхательной цепи с возрастом Корреляция АФК с продолжительностью жизни Системы защиты от АФК Пероксиредоксины Важность систем защиты для продолжительности жизни Роль накопления мутаций митохондриальной ДНК Итоги лекции

Лекция 9. Роль митохондрий в апоптозе.
Введение Апоптоз История изучения программируемой клеточной гибели Открытие других типов клеточной гибели Типы клеточной смерти Номенклатурный комитет клеточной смерти Молекулярные механизмы апоптоза Классификация каспаз Активация каспаз Сигнальные пути, приводящие к апоптозу Внутренний сигнальный путь Цитохром С Механизм формирования апоптосомы Другие про-апоптотические белки из митохондрий Каспаз-зависимая фрагментация ДНК и ядер Эндонуклеаза G Апоптоз Индуцирующий Фактор У митохондрий роль КПП для апоптотического сигнала Регуляция выхода про-апоптотических белков Регуляция открепления CytC и AIT от внутренней мембраны Регуляция проницаемости внешней мембраны митохондрий регулируют проницаемость мембраны Реорганизация структуры митохондрий Предотвращение и стимуляция дробления митохондрий Перестройка крист во время апоптоза Регуляция структуры крист Ответы на вопросы

Лекция 10. Митохондрии и врождённый иммунитет.
Введение Врождённый иммунитет Основные особенности врождённого иммунитета Митохондрия Цикл Кребса Окислительное фосфорилирование Активные формы кислорода Перекисное окисление липидов Пути передачи внутриклеточных сигналов Митохондриальные DAMP Участие митохондрий в реакциях врождённого иммунитета Фрагментация митохондрий, индуцируемая вирусами Фагоцитоз Отщепление везикул с радикалами от митохондрий Разные способы отщепления везикул Участие митохондрий в активации макрофагов Иммунометаболизм Анаплеротические реакции Роль сукцината Фактор NRF2 Инфламосомы Механизмы митоАФК-зависимой активации NLRP3 Нейтрофилы - "пехота" врождённого иммунитета Активация НАДФН-оксидазы Нетоз Митохондрии и адаптивный иммунитет Митохондриально-направленные антиоксиданты Проникающие ионы Исследование антиоксидантов на различных уровнях с кардиолипином подавляет избыточное воспаление в области раны Модель системного воспалительного ответа Острое воспаление Патологии избыточного воспаления Иммуноактивация Проект "Skulachev ions"