Mitochondrial DNA expression in Drosophila melanogaster: neosynthesized polypeptides in isolated mitochondria

L'expression du génome mitochondrial de D. melanogaster est étudiée par incorporation de méthionine 35S dans des mitochondries isolées d'embryons précoces. Les conditions d'incubations sont optimalisées afin d'obtenir une synthèse protéique maximale. L'étude de différents systèmes énergétiques permettant ces synthèses (systèmes endogènes, exogènes ou mixtes) ont montré que le système exogène permet la plus forte synthèse. L'étude des effets de découplants des phosphorylations oxydatives (CICCP) ou d'inhibiteur de l'ATPase (oligomycine) nous permet de proposer l'implication du gradient électrochimique transmembranaire dans la synthèse des protéines. Les profils autoradiographiques des électrophorèses sur gel de polyacrylamide des polypeptides néosynthétisés présentent 18 à 24 bandes de P.M. 6,5 à 65 Kd; ces profils sont très proches de ceux que l'on peut obtenir par incubation de cellules KC 0 % de drosophile en présence de cycloheximide. Ce nombre de bandes dépasse le nombre de séquences codantes du génome. Nos résultats et ceux rapportés par ailleurs sur d'autres organismes [ 33, 34] suggèrent que l'expression du génome mitochondrial des organismes supérieurs peut être plus complexe qu'une simple traduction des 13 gènes. The expression of mitochondrial genome of D. melanogaster in isolated mitochondria was followed by incorporation of 35S methionine in neosynthesized polypeptides. A high level of protein synthesis was obtained after optimization of all the incubation parameters. Two kinds of energy-generating systems were used: an endogenous system where an oxidizable substrate were added for ATP synthesis; an exogenous system with an energy-rich compound for ATP regeneration, the latter proved to be the most effective. The effect of the oxidative phosphorylation uncoupler (Clccp), and an ATPase inhibitor (oligomycine) allow us to postulate the role of the electrochemical potential in the expression of the mitochondrial genome. Electrophoresis and autoradiography of neosynthesized mitochondrial proteins exhibits 18 to 24 protein bands, ranging from 6.5 to 65 Kd; incubation of KC 0 % drosophila cells with 35S methionine and cycloheximide gave similar results. Both our results and those published elsewhere suggest that the expression of mitochondrial genome in higher organisms could be more complex than simple translation of the 13 genes presents on these genomes.