Mitochondrijos atlieka esminį vaidmenį tiekiant energiją, reikalingą tinkamai ląstelių funkcijai. Mitochondrijose energijos gamybą generuoja kvėpavimo grandinė, kurią sudaro penki kompleksai, vadinami CI per CV. Šie kompleksai gali susijungti ir sudaryti superkompleksus, tačiau mažai žinoma apie šio proceso vaidmenį ar jo valdymą.
Dabar naujame tyrime nagrinėjami superkomplekso surinkimo mechanizmai ir atskleidžiamas didelis mitochondrijų surinkimo veiksnių poveikis širdies regeneracijai. Tyrimui kartu vadovavo daktaras José Antonio Enríquezas iš Nacionalinio kardiovaskulinių tyrimų centro (CNIC) ir dr. Nadia Mercader iš Berno universiteto Šveicarijoje, CNIC kviestinis mokslininkas.
Tyrimas, paskelbtas m Vystymosi ląstelėrodo, kad Cox7a baltymų šeimos narys vaidina pagrindinį vaidmenį CIV dimerų surinkime ir kad šis rinkinys yra labai svarbus tinkamai mitochondrijų funkcijai, taigi ir ląstelių energijos gamybai.
Cox7a baltymų šeimą sudaro trys nariai: Cox7a1, Cox7a2 ir Cox7a2l (taip pat vadinamas SCAF1). Ankstesni abiejų grupių tyrimai parodė, kad kai CIV yra SCAF1, jis stipriai susieja su CIII ir sudaro kvėpavimo superkompleksą, žinomą kaip respirasoma. Šiuose ankstesniuose tyrimuose autoriai teigė, kad Cox7a2 įtraukimas sukurtų CIV, kuris negalėtų sudaryti asociacijų, o CIV molekulės, įskaitant Cox7a1, susijungtų kartu ir sudarytų CIV homodimerus. Naujasis tyrimas eksperimentiškai parodo Cox7a1 vaidmenį formuojant šiuos CIV homodimerus.
Dirbdami su zebrafish modeliu, mokslininkai nustatė, kad Cox7a1 nebuvimas užkirto kelią CIV dimerų susidarymui, o šių dimerų praradimas turėjo įtakos paveiktų žuvų svoriui ir plaukimo gebėjimui.
„Cox7a1 daugiausia ekspresuojamas ruožuotų raumenų ląstelėse, o būtent skeleto raumenų audinys buvo labiausiai paveiktas Cox7a1 funkcijos trūkumo. Kitas pagrindinis dryžuotas raumenų tipas yra širdies raumuo arba miokardas”, – paaiškino dr. Enríquezas.
Tačiau nors Cox7a1 praradimas skeleto raumenyse buvo žalingas, jo praradimas širdies raumenyje pagerino širdies regeneracinį atsaką į sužalojimą.
„Šis rezultatas rodo, kad šie baltymai vaidina lemiamą vaidmenį aktyvinant širdies atkūrimo gebėjimą po sužalojimo“, – paaiškino pirmoji tyrimo autorė Carolina García-Poyatos.
Norėdami nuodugniau ištirti Cox7a1 funkciją, CNIC tyrėjai Enrique Calvo ir Jesús Vázquez atliko zebrafinių žuvų, neturinčių Cox7a1, skeleto raumenų ir miokardo proteominį tyrimą, o ši analizė buvo išplėsta metabolominiu tyrimu, kurį atliko kolegos iš Berno universiteto. Ši bendra analizė atskleidė didelius skirtumus nuo nepakitusių žuvų su nepažeista Cox7a1 išraiška.
„Šie atradimai rodo, kad molekulės, dalyvaujančios mitochondrijų superkomplekso surinkime, gali turėti didelį poveikį medžiagų apykaitos kontrolei, galbūt atverdamos kelią naujiems širdies ligų ir kitų medžiagų apykaitos būklių gydymo būdams”, – sakė dr. Mercader.
Pasak tyrimo grupės, šis atradimas yra „didelis pažanga suvokiant ląstelių mechanizmus, susijusius su širdies regeneracija, ir gali parodyti kelią į terapijos, skirtos širdies regeneracijai skatinti, kūrimą“.
Autoriai daro išvadą, kad mitochondrijų surinkimo veiksniai gali reikšmingai paveikti medžiagų apykaitos kontrolę.
Pateikė Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares Carlos III (FSP)