🔧На сайте запланированы технические работы
25.12.2025 в промежутке с 18:00 до 21:00 по Московскому времени (GMT+3) на сайте будут проводиться плановые технические работы. Возможны перебои с доступом к сайту. Приносим извинения за временные неудобства. Благодарим за понимание!
🔧Site maintenance is scheduled.
Scheduled maintenance will be performed on the site from 6:00 PM to 9:00 PM Moscow time (GMT+3) on December 25, 2025. Site access may be interrupted. We apologize for the inconvenience. Thank you for your understanding!

 

Influence of Microsomal Rafts on DNA Import into Mitochondria of Potato Tubers (Solanum tuberosum L.)

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The influence of microsomes and lipid rafts isolated from them on DNA import into potato (Solanum tuberosum L.) mitochondria was studied. Ultracentrifugation of microsomes treated with Triton X-100 revealed three opalescence zones containing rafts in 15%, 25%, and 35% sucrose gradients. When individual raft fractions were added to the mitochondrial DNA import system in organello, their ability to enhance DNA import activity to varying degrees (from 4 to 23 times, depending on their membrane origin) was established.

About the authors

I. S. Kapustina

Federal State Budgetary Scientific Institution Siberian Institute of Plant Physiology and Biochemistry, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Irkutsk, Russia

V. N. Shmakov

Federal State Budgetary Scientific Institution Siberian Institute of Plant Physiology and Biochemistry, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Irkutsk, Russia

N. V. Ozolina

Federal State Budgetary Scientific Institution Siberian Institute of Plant Physiology and Biochemistry, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Irkutsk, Russia

V. N. Nurminsky

Federal State Budgetary Scientific Institution Siberian Institute of Plant Physiology and Biochemistry, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Irkutsk, Russia

V. V. Gurina

Federal State Budgetary Scientific Institution Siberian Institute of Plant Physiology and Biochemistry, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Irkutsk, Russia

E. V. Spiridonova

Federal State Budgetary Scientific Institution Siberian Institute of Plant Physiology and Biochemistry, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: yatakol@mail.ru
Irkutsk, Russia

Yu. M. Konstantinov

Federal State Budgetary Scientific Institution Siberian Institute of Plant Physiology and Biochemistry, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Irkutsk, Russia

References

  1. Szymański J., Janikiewicz J., Michalska B., Patalas-Krawczyk P., Perrone M., Ziółkowski W., Duszynski J., Pinton P., Dobrzyń A., Więckowski M.R. 2017. Interaction of mitochondria with the endoplasmic reticulum and plasma membrane in calcium homeostasis, lipid trafficking and mitochondrial structure. Int. J. Mol. Sci. 18 (7), 1576. https://doi.org/10.3390/ijms18071576
  2. Ilaçqua N., Sanchez-Alvarez M., Bachmann M., Costiniti V., Del Pozo M.A., Giacomello M. 2017. Protein localization at mitochondria-ER contact sites in basal and stress conditions. Front. Cell Dev. Biol. 5, 1–14. https://doi.org/10.3389/fcell.2017.00107
  3. Lahiri S., Toulmay A., Prinz W.A. 2015. Membrane contact sites, gateways for lipid homeostasis. Curr. Opin. Cell Biol. 33, 82–87. https://doi.org/10.1016/j.ceb.2014.12.004
  4. Dolman N.J., Gerasimenko J.V., Gerasimenko O.V., Voronina S.G., Petersen O.H., Teplkin A.V. 2005. Stable Golgi-mitochondria complexes and formation of Golgi Ca(2+) gradients in pancreatic acinar cells. J. Biol. Chem. 280 (16), 15794–15799. https://doi.org/10.1074/jbc.M412694200
  5. Hoffmann P.C., Kukulski W. 2017. Perspective on architecture and assembly of membrane contact. Biol. Cell. 109, 400–408. https://doi.org/10.1111/boc.201700031
  6. Annunziata I., Patterson A., d'Azzo A. 2015. Isolation of mitochondria-associated ER membranes (MAMs) and glycosphingolipid-enriched microdomains (GEMs) from brain tissues and neuronal cells. Methods Mol. Biol. 1264, 25–33. https://doi.org/10.1007/978-1-4939-2257-4_3
  7. Kormmann B., Currie E., Collins S.R., Schuldiner M., Nunnari J., Weissmann J.S., Walter P. 2009. An ER-mitochondria tethering complex revealed by a synthetic biology screen. Science. 325, 477–481. https://doi.org/10.1126/science.1175088
  8. Bockler S., Westermann B. 2014. ER-mitochondria contacts as sites of mitophagosome formation. Autophagy. 10, 1346–1347. https://doi.org/10.4161/auto.28981
  9. Sano R., Annunziata I., Patterson A., Moshiach S., Gomero E., Opferman J., Forte M., d'Azzo. 2009. GM1-ganglioside accumulation at the mitochondria-associated ER membranes links ER stress to Ca^{2+}-dependent mitochondrial apoptosis. Mol. Cell. 36, 500–511. https://doi.org/10.1016/j.molcel.2009.10.021
  10. Fujimotoat M., Hayashi T., Su T.P. 2012. The role of cholesterol in the association of endoplasmic reticulum membranes with mitochondria. Biochem. Biophys. Res. Commun. 417, 635–639. https://doi.org/10.1016/j.bbre.2011.12.022
  11. Pike L.J. 2006. Rafis defined: A report on the Keystone Symposium on lipid rafts and cell function. J. Lipid Res. 47 (7), 1597–1598. https://doi.org/10.1194/jlr.E600002-JLR200
  12. Ozolina N.V., Nesterkina I.S., Kolesnikova E.V., Salyaev R.K., Nurminsky V.N., Rakevich A.L., Martynovich E.F., Chernyshov M.Y. 2013. Tomoplast of Beta vulgaris L. contains detergent-resistant membrane microdomains. Planta. 237 (3), 859–871. https://doi.org/10.1007/s00425-012-1800-1
  13. Heстеров B.H., Heстеркина И.С., Розенцвет О.А., Озолина Н.В., Салзев Р.К. 2017. Обнаружение липид-белковых микродоменов (рафтов) и изучение их функциональной роли в хлоропластных мембранах галофитов. ДАН. 476 (3), 350–352.
  14. Константинов Ю.М., Дитриш А., Вебер-Логофи Ф., Ибрагим Н., Клименко Е.С., Тарасенко В.И., Болотова Т.А., Кулиниченко М.В. 2016. Импорт ДНК в митохондрии. Биохимия. 81 (10), 1307–1321.
  15. Koulintchenko M., Konstantinov Y., Dietrich A. 2003. Plant mitochondria actively import DNA via the permeability transition pore complex. EMBO J. 22 (6), 1245–1254. https://doi.org/10.1093/emboj/cdg128
  16. Тарасенко Т.А., Тарасенко В.И., Кулиниченко М.В., Клименко Е.С., Константинов Ю.М. 2019. Импорт ДНК в митохондрии растений: комплексный подход для изучения in organello и in vivo. Биохимия. 84 (7), 1036–1048.
  17. Neuburger M. 1982. Purification of plant mitochondria by isopycnic centrifugation in density gradients of Percoll. Arch. Biochem. Biophys. 217 (1), 312–323. https://doi.org/10.1016/0003-9861(82)90507-0
  18. Kriechbaumer V. 2018. ER microsome preparation in Arabidopsis thaliana. Methods Mol. Biol. 1691, 117–123.
  19. LaMontagne E.D., Collins C.A., Peck S.C., Heese A. 2016. Isolation of microsomal membrane proteins from Arabidopsis thaliana. Curr. Protoс. Plant. Biol. 1 (1), 217–234. https://doi.org/10.1002/cppb.20020
  20. Rozentsvet O.A., Bogdanova E.S., Nurminsky V.N., Nesterov V.N., Chernyshov M.Y. 2023. Detergent-resistant membranes in chloroplasts and mitochondria of the halophyte Salicornia perennans under salt stress. Plants. 12 (6), 1265. https://doi.org/10.3390/plants12061265
  21. Morel J., Claverol S., Mongrand S., Furt F., Fromentin J., Bessoule J., Blein J., Simon-Plast F. 2006. Proteomics of plant detergent-resistant membranes. Mol. Cell. Proteomics. 5 (8), 1396–1411.
  22. Bradford M.M. 1976. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Anal. Biochem. 72 (1–2), 248–254. https://doi.org/10.1016/0003-2697(76)90527-3
  23. Клименко Е.С., Милейко В.А., Морозкин Е.С., Лактионов П.П., Константинов Ю.М. 2011. Характеристика импорта и экспорта ДНК в митохондриях картофеля (Solanum tuberosum) с использованием метода количественной ПЦР. Биол. Мембраны. 28 (3), 199–205.
  24. Гланц С. 1999. Медико-биологическая статистика. М.: Практика. 459 с.
  25. Клименко Е.С., Heстеркина И.С., Озолина Н.В., Гурина В.В., Кулинченко М.В., Константинов Ю.М. 2020. Влияние рафтов тонопласта на импорт ДНК в митохондрии клубней картофеля (Solanum tuberosum). Биол. мембраны. 37 (5), 396–400. https://doi.org/10.31857/S0233475520050060
  26. Laloi M., Perret A.M., Chatre L., Melser S., Cantrel C., Vaultier M.N., Zachowski A., Bathany K., Schmitter J.M., Vallet M., Lessire R., Hartmann M.A., Moreau P. 2007. Insights into the role of specific lipids in the formation and delivery of lipid microdomains to the plasma membrane of plant cells. Plant Physiol. 143 (1), 461–472. https://doi.org/10.1104/pp.106.091496
  27. Guillier C., Cacas J.L., Recorbet G., Deprêtre N., Mounier A., Mongrand S., Simon-Plas F., Wipf D., Dumas-Gaudot E. 2014. Direct purification of detergent-insoluble membranes from Medicago truncatula root microsomes: comparison between floatation and sedimentation. BMC Plant Biol. 14, 255. https://doi.org/10.1186/s12870-014-0255-x
  28. Tateda C, Watanabe K, Kusano T, Takahashi Y. 2011. Molecular and genetic characterization of the gene family encoding the voltage-dependent anion channel in Arabidopsis. J. Exp. Bot. 62 (14), 4773–4785. https://doi.org/10.1093/jxb/err113
  29. Jahn H., Bartos L., Dearden G.L., Dittman J.S., Holthus J.C.M., Vacha R., Menon A.K. 2023. Phospholipids are imported into mitochondria by VDAC, a dimeric beta barrel scramblase. Nat. Commun. 14 (1), 8115. https://doi.org/10.1038/s41467-023-43570-y
  30. Endo T., Sakaue H. 2019. Multifaceted roles of porin in mitochondrial protein and lipid transport. Biochem. Soc. Trans. 47 (5), 1269–1277. https://doi.org/10.1042/BST20190153

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».