Mitokondriaalne revolutsioon: rakud kohanevad energiavaikudega!

Mitokondriaalne revolutsioon: rakud kohanevad energiavaikudega!

Kölni ülikooli uurimisrühm on saanud uusi teadmisi selle kohta, kuidas rakud reageerivad mitokondriaalsele düsfunktsioonile. Mitokondrid on rakkudes energia tootmiseks ja stressireaktsiooniks üliolulised. Uuring, mis avaldati aastal Looduse ainevahetus, keskendub pruunile rasvkoele, mille energiavajadus on kõrge. Selle asemel, et mitokondriaalse düsfunktsiooni ilmnemisel passiivseks muutuda, kohandavad need rakud aktiivselt oma ainevahetust.

Uuringud näitavad, et mitokondriaalse düsfunktsiooni korral reorganiseeritakse pruunide rasvarakkude spetsiifilised võtmeensüümid D-2HG tootmiseks. See aine mõjutab DNA struktuuri raku tuumas, reguleerib geenide aktivatsiooni ja stabiliseerib tuumaümbrist. Huvitav on see, et D-2HG kõrge tase korreleerub pruuni rasvkoe valgendamise vastusega, mis annab märku raku identiteedi muutusest. Professor dr Aleksandra Trifunovic juhib uurimisrühma, kes tutvustab "mitokondriaalse integreeritud stressireaktsiooni" avastamist, mis ületab klassikalise stressisignalisatsiooni.

Uurimistöö metoodika

Hiiri kasutati uuringus mudelorganismidena ning neid kasvatati ja hoiti Kölni ülikooli CECAD uurimiskeskuses. Loomi peeti rangetes tingimustes, sealhulgas järgiti NIH juhiseid ja kohalike ametiasutuste (LANUV) heakskiitu. Aretuse ajal pandi isasloomad paari ühe või kahe emasloomaga alates vähemalt 8 nädala vanusest. Nende kehakaal registreeriti kord nädalas ja viidi läbi üksikasjalikud histoloogilised analüüsid.

Rasvkoe proovid fikseeriti ja asetati hilisemateks uuringuteks parafiini. Mitokondriaalse tiheduse ja lipiidide tilkade analüüsi tegemiseks kasutati erinevaid tehnikaid, nagu elektronmikroskoopia ja 3D rekonstrueerimine. Uuring hõlmas ka eksperimentaalset ravi metaboolse aktiivsuse hindamiseks, samuti valgu eraldamist ja analüüsi SDS-PAGE ja Western blot analüüsiga.

Signalisatsiooniteed ja terapeutilised rakendused

Uuringu keskne eesmärk on uurida põhjalikumalt signaaliülekande rada teistes kudedes, nagu süda ja aju. Rakutuuma analüüsimisel võib stabiilsus olla mitokondriaalsete signaalide ja raku oleku marker. Pikemas perspektiivis on uuringute eesmärk välja töötada terapeutilised lähenemisviisid, mis suudavad neid mitokondriaalseid stressireaktsioone konkreetselt ära kasutada.

Kokkuvõttes tõstab käesolev uuring esile rakuliste vastuste keerukuse mitokondriaalse düsfunktsiooni korral ja avab paljutõotavad perspektiivid tulevaste ravistrateegiate jaoks. Leiud võivad aidata kaasa uute ravimeetodite väljatöötamisele mitokondriaalse düsfunktsiooniga seotud haiguste, nagu ainevahetushäired või neurodegeneratiivsed haigused, raviks.