Uusi tutkimus paljastaa mitokondrioproteiinien keskeisen roolin sydämen regeneraatiossa
Viimeksi tarkistettu: 14.06.2024
Kaikki iLive-sisältö tarkistetaan lääketieteellisesti tai se tarkistetaan tosiasiallisen tarkkuuden varmistamiseksi.
Meillä on tiukat hankintaohjeet ja vain linkki hyvämaineisiin mediasivustoihin, akateemisiin tutkimuslaitoksiin ja mahdollisuuksien mukaan lääketieteellisesti vertaisarvioituihin tutkimuksiin. Huomaa, että suluissa ([1], [2] jne.) Olevat numerot ovat napsautettavia linkkejä näihin tutkimuksiin.
Jos sinusta tuntuu, että jokin sisältö on virheellinen, vanhentunut tai muuten kyseenalainen, valitse se ja paina Ctrl + Enter.
Mitokondrioilla on ratkaiseva rooli solujen asianmukaisen toiminnan edellyttämän energian tuottamisessa. Mitokondrioissa energiaa tuottaa hengitysketju, joka koostuu viidestä CI-CV-kompleksista. Nämä kompleksit voivat koota superkomplekseiksi, mutta tämän prosessin roolista ja sen ohjauksesta tiedetään vain vähän.
Uusi tutkimus tutkii superkompleksien kokoamisen mekanismeja ja paljastaa mitokondrioiden kokoamistekijöiden merkittävän vaikutuksen sydänkudoksen regeneraatioon. Tutkimusta johtivat yhdessä tohtori José Antonio Henriques National Center for Cardiovascular Research -keskuksesta (CNIC) ja tri Nadia Mercader Bernin yliopistosta Sveitsistä, joka on vieraileva tutkija CNIC:ssä.
Tutkimus, joka julkaistiin Developmental Cell -lehdessä, osoittaa, että Cox7a-proteiiniperheen jäsenellä on keskeinen rooli CIV-dimeerien kokoamisessa ja että tämä kokoonpano on kriittinen oikea mitokondrioiden toiminta ja siten soluenergian tuotanto.
Cox7a-proteiiniperheeseen kuuluu kolme jäsentä: Cox7a1, Cox7a2 ja Cox7a2l (kutsutaan myös SCAF1:ksi). Aiemmat tutkimukset molemmista ryhmistä ovat osoittaneet, että kun CIV sisältää SCAF1:tä, se assosioituu voimakkaasti CIII:n kanssa muodostaen hengityselinten superkompleksin, joka tunnetaan nimellä respirasome. Näissä aiemmissa tutkimuksissa kirjoittajat olettivat, että Cox7a2:n sisällyttäminen johtaisi assosiaatiokyvyttömän CIV:n muodostumiseen, kun taas Cox7a1:n sisältävät CIV-molekyylit liittyisivät muodostamaan CIV-homodimeerejä. Uusi tutkimus osoittaa kokeellisesti Cox7a1:n roolin näiden CIV-homodimeerien muodostumisessa.
Kehityssolu (2024). DOI: 10.1016/j.devcel.2024.04.012
Työstäessään seeprakalamallia tutkijat havaitsivat, että Cox7a1:n puuttuminen esti CIV-dimeerien muodostumisen, ja näiden dimeerien häviäminen vaikutti sairastuneiden kalojen painoon ja uimakykyyn.
"Cox7a1 ilmentyy ensisijaisesti poikkijuovaisissa lihassoluissa, ja juuri luurankolihaskudokseen vaikutti eniten Cox7a1:n toiminnan puute. Toinen poikkijuovaisen lihaksen päätyyppi on sydänlihas eli sydänlihas", tohtori Enriquez selitti.
Vaikka Cox7a1:n häviäminen luurankolihaksessa oli haitallista, sen puuttuminen sydänlihaksessa paransi sydämen regeneratiivista vastetta vammoihin.
"Tämä tulos osoittaa, että näillä proteiineilla on keskeinen rooli aktivoitaessa sydämen kykyä korjata itsensä vamman jälkeen", selitti tutkimuksen ensimmäinen kirjoittaja Carolina Garcia-Poyatos.
Ymmärtääkseen paremmin Cox7a1:n toimintaa CNIC-tutkijat Enrique Calvo ja Jesus Vazquez suorittivat proteomisen tutkimuksen seeprakalan luurankolihaksista ja sydänlihaksesta, josta puuttuu Cox7a1. Tätä analyysiä laajennettiin Bernin yliopiston kollegoiden suorittamalla metabolomiikkatutkimuksella. Tämä yhteinen analyysi paljasti merkittäviä eroja modifioimattomiin kaloihin, joissa oli ehjä Cox7a1-ekspressio.
"Nämä tulokset viittaavat siihen, että mitokondrioiden superkompleksien kokoamiseen osallistuvilla molekyyleillä voi olla merkittäviä vaikutuksia aineenvaihdunnan hallintaan, mikä saattaa avata tien uusille hoitomuodoille sydänsairauksiin ja muihin aineenvaihduntasairauksiin", tohtori Mercader sanoi.
Tutkijaryhmän mukaan tämä löytö edustaa "merkittävää edistystä sydämen regeneraatioon liittyvien solumekanismien ymmärtämisessä ja voi osoittaa tietä sydämen regeneraatiota edistävien hoitojen kehittämiseen."
Kirjoittajat päättelevät, että mitokondrioiden kokoamistekijät voivat vaikuttaa merkittävästi aineenvaihdunnan säätelyyn.