Rewolucja mitochondrialna: komórki przystosowują się do przerw energetycznych!

Rewolucja mitochondrialna: komórki przystosowują się do przerw energetycznych!

Zespół badawczy z Uniwersytetu w Kolonii zdobył nowe informacje na temat reakcji komórek na dysfunkcję mitochondriów. Mitochondria odgrywają kluczową rolę w wytwarzaniu energii i reakcji komórek na stres. Badanie opublikowane w Metabolizm natury, koncentruje się na brunatnej tkance tłuszczowej, która ma duże zapotrzebowanie na energię. Zamiast stać się nieaktywnymi, gdy wystąpi dysfunkcja mitochondriów, komórki te aktywnie dostosowują swój metabolizm.

Badania pokazują, że w przypadku dysfunkcji mitochondriów określone kluczowe enzymy w komórkach brunatnej tkanki tłuszczowej ulegają reorganizacji w celu wytworzenia D-2HG. Substancja ta wpływa na strukturę DNA w jądrze komórkowym, reguluje aktywację genów i stabilizuje otoczkę jądrową. Co ciekawe, wysoki poziom D-2HG koreluje z reakcją „wybielającą” w brązowej tkance tłuszczowej, sygnalizując zmianę tożsamości komórek. Profesor dr Aleksandra Trifunovic kieruje zespołem badawczym przedstawiającym odkrycie „mitochondrialnej zintegrowanej reakcji na stres”, która wykracza poza klasyczną sygnalizację stresu.

Metodologia badań

Do badania wykorzystano myszy jako organizmy modelowe, hodowano je i utrzymywano w Centrum Badawczym CECAD na Uniwersytecie w Kolonii. Zwierzęta trzymano w rygorystycznych warunkach, w tym zgodnie z wytycznymi NIH i zgodą władz lokalnych (LANUV). Podczas hodowli samce łączono w pary z jedną lub dwiema samicami, począwszy od minimalnego wieku 8 tygodni. Co tydzień rejestrowano ich masę ciała i przeprowadzano szczegółowe analizy histologiczne.

Próbki tkanki tłuszczowej utrwalono i umieszczono w parafinie do późniejszych badań. Do przeprowadzenia analizy gęstości mitochondriów i kropelek lipidów wykorzystano różne techniki, takie jak mikroskopia elektronowa i rekonstrukcja 3D. Badania obejmowały także metody eksperymentalne mające na celu ocenę aktywności metabolicznej, a także izolację i analizę białek za pomocą SDS-PAGE i Western blot.

Szlaki sygnalizacyjne i zastosowania terapeutyczne

Głównym celem badań jest głębsze zbadanie ścieżki sygnalizacyjnej w innych tkankach, takich jak serce i mózg. Analizując jądro komórkowe, stabilność może służyć jako marker sygnałów mitochondrialnych i stanu komórki. W dłuższej perspektywie badania mają na celu opracowanie podejść terapeutycznych, które będą w stanie w szczególności wykorzystać mitochondrialne reakcje na stres.

Podsumowując, obecne badanie podkreśla złożoność odpowiedzi komórkowych w dysfunkcji mitochondriów i otwiera obiecujące perspektywy dla przyszłych strategii terapeutycznych. Odkrycia mogą przyczynić się do opracowania nowych metod leczenia chorób związanych z dysfunkcją mitochondriów, takich jak zaburzenia metaboliczne czy choroby neurodegeneracyjne.