Нове дослідження розкриває ключову роль мітохондріальних білків у регенерації серця
Останній перегляд: 14.06.2024
Весь контент iLive перевіряється медичними експертами, щоб забезпечити максимально можливу точність і відповідність фактам.
У нас є строгі правила щодо вибору джерел інформації та ми посилаємося тільки на авторитетні сайти, академічні дослідницькі інститути і, по можливості, доведені медичні дослідження. Зверніть увагу, що цифри в дужках ([1], [2] і т. д.) є інтерактивними посиланнями на такі дослідження.
Якщо ви вважаєте, що який-небудь з наших матеріалів є неточним, застарілим або іншим чином сумнівним, виберіть його і натисніть Ctrl + Enter.
Мітохондрії відіграють вирішальну роль у забезпеченні енергією, необхідною для належного функціонування клітин. У мітохондріях енергія виробляється дихальним ланцюгом, який складається з п’яти комплексів, які називаються CI-CV. Ці комплекси можуть збиратися в суперкомплекси, але мало відомо про роль цього процесу та його керування.
Нове дослідження вивчає механізми складання суперкомплексів і виявляє значний вплив факторів складання мітохондрій на регенерацію серцевої тканини. Дослідження спільно очолювали доктор Хосе Антоніо Енрікес з Національного центру серцево-судинних досліджень (CNIC) і доктор Надя Меркадер з Бернського університету в Швейцарії, яка є запрошеним науковцем CNIC.
Дослідження, опубліковане в журналі Developmental Cell, показує, що член родини білків Cox7a відіграє фундаментальну роль у складанні димерів CIV і що цей збір є критично важливим для належну функцію мітохондрій і, отже, для виробництва клітинної енергії.
Сімейство білків Cox7a включає три члени: Cox7a1, Cox7a2 і Cox7a2l (також званий SCAF1). Попередні дослідження обох груп показали, що коли CIV містить SCAF1, він сильно асоціюється з CIII, утворюючи респіраторний суперкомплекс, відомий як респірасома. У цих попередніх дослідженнях автори припустили, що включення Cox7a2 призведе до утворення асоціативно-некомпетентного CIV, тоді як молекули CIV, що містять Cox7a1, будуть асоціюватися з утворенням гомодимерів CIV. Нове дослідження експериментально демонструє роль Cox7a1 у формуванні цих гомодимерів CIV.
Клітина розвитку (2024). DOI: 10.1016/j.devcel.2024.04.012
Працюючи на моделі рибок даніо, дослідники виявили, що відсутність Cox7a1 запобігає утворенню димерів CIV, а втрата цих димерів вплинула на вагу та здатність плавати уражених риб.
«Cox7a1 переважно експресується в клітинах поперечно-смугастих м’язів, і саме скелетна м’язова тканина найбільше постраждала від відсутності функції Cox7a1. Іншим основним типом поперечно-смугастого м’яза є серцевий м’яз, або міокард», – пояснив доктор Енрікес.
Однак, хоча втрата Cox7a1 у скелетних м’язах була шкідливою, її відсутність у серцевому м’язі покращила регенеративну реакцію серця на пошкодження.
«Цей результат показує, що ці білки відіграють ключову роль в активації здатності серця відновлюватися після травми», — пояснила перший автор дослідження Кароліна Гарсія-Поятос.
Щоб глибше зрозуміти функцію Cox7a1, дослідники CNIC Енріке Кальво та Хесус Васкес провели протеомне дослідження скелетних м’язів і міокарда рибок даніо без Cox7a1. Цей аналіз був розширений дослідженням метаболомії, проведеним колегами з Бернського університету. Цей спільний аналіз виявив значні відмінності від немодифікованої риби з незмінною експресією Cox7a1.
«Ці результати свідчать про те, що молекули, які беруть участь у збиранні мітохондріальних суперкомплексів, можуть мати значний вплив на метаболічний контроль, можливо, відкриваючи шлях до нових методів лікування хвороб серця та інших метаболічних станів», — сказав доктор Меркадер.
За словами дослідницької групи, це відкриття являє собою «значний прогрес у розумінні клітинних механізмів, залучених у регенерацію серця, і може вказати шлях до розробки методів лікування, спрямованих на сприяння регенерації серця».
Автори дійшли висновку, що фактори збору мітохондрій можуть значно впливати на метаболічний контроль.