Ang bagong pag-aaral ay nagpapakita ng pangunahing papel ng mitochondrial proteins sa pagbabagong-buhay ng puso

Ang mitochondria ay gumaganap ng isang kritikal na papel sa pagbibigay ng enerhiya na kailangan para sa tamang paggana ng cell. Sa mitochondria, ang enerhiya ay ginawa ng respiratory chain, na binubuo ng limang complexes, na itinalagang CI-CV. Ang mga complex na ito ay maaaring mag-assemble sa mga supercomplex, ngunit kakaunti ang nalalaman tungkol sa papel ng prosesong ito at ang kontrol nito.

Sinusuri ng bagong pag-aaral ang mga mekanismo ng supercomplex na pagpupulong at nagpapakita ng malaking epekto ng mitochondrial assembly factor sa cardiac tissue regeneration. Ang pag-aaral ay co-lead ni Dr. José Antonio Enríquez ng National Center for Cardiovascular Research (CNIC) at Dr. Nadia Mercader ng University of Bern sa Switzerland, na isang bumibisitang scientist sa CNIC.

Ang isang pag-aaral na inilathala sa journal Developmental Cell ay nagpapakita na ang miyembro ng pamilya ng protina na Cox7a ay gumaganap ng isang pangunahing papel sa pagpupulong ng mga dimer ng CIV at ang pagpupulong na ito ay kritikal para sa wastong paggana ng mitochondria at samakatuwid para sa paggawa ng cellular energy.

Kasama sa pamilyang protina ng Cox7a ang tatlong miyembro: Cox7a1, Cox7a2, at Cox7a2l (tinatawag ding SCAF1). Ang mga nakaraang pag-aaral ng parehong grupo ay nagpakita na kapag ang CIV ay naglalaman ng SCAF1, ito ay malakas na nauugnay sa CIII, na bumubuo ng isang respiratory supercomplex na kilala bilang ang respirasome. Sa mga nakaraang pag-aaral na ito, ang mga may-akda ay nag-hypothesize na ang pagsasama ng Cox7a2 ay magreresulta sa CIV na hindi maiugnay, habang ang mga CIV molecule na naglalaman ng Cox7a1 ay mag-uugnay upang bumuo ng CIV homodimer. Ang bagong pag-aaral ay eksperimento na nagpapakita ng papel para sa Cox7a1 sa pagbuo ng mga CIV homodimer na ito.

Developmental Cell (2024). DOI: 10.1016/j.devcel.2024.04.012

Nagtatrabaho sa isang modelo ng zebrafish, natuklasan ng mga mananaliksik na ang kawalan ng Cox7a1 ay pumigil sa pagbuo ng mga CIV dimer, at ang pagkawala ng mga dimer na ito ay nakakaapekto sa timbang at kakayahan sa paglangoy ng mga apektadong isda.

"Ang Cox7a1 ay pangunahing ipinahayag sa mga striated na selula ng kalamnan, at ito ay ang skeletal muscle tissue na higit na nagdusa mula sa kakulangan ng Cox7a1 function. Ang iba pang pangunahing uri ng striated na kalamnan ay ang cardiac muscle, o myocardium," paliwanag ni Dr. Enriquez.

Gayunpaman, habang ang pagkawala ng Cox7a1 sa skeletal muscle ay nakakapinsala, ang kawalan nito sa cardiac muscle ay nagpabuti ng cardiac regenerative na tugon sa pinsala.

"Ang resulta na ito ay nagpapakita na ang mga protina na ito ay may mahalagang papel sa pag-activate ng kakayahan ng puso na ayusin ang sarili pagkatapos ng pinsala," paliwanag ng unang may-akda ng pag-aaral, si Carolina Garcia-Pojatos.

Upang higit pang tuklasin ang pag-andar ng Cox7a1, ang mga mananaliksik ng CNIC na sina Enrique Calvo at Jesús Vásquez ay nagsagawa ng proteomic na pag-aaral ng skeletal muscle at myocardium sa zebrafish na kulang sa Cox7a1. Ang pagsusuri na ito ay kinumpleto ng isang pag-aaral ng metabolomics na isinagawa ng mga kasamahan sa Unibersidad ng Bern. Ang pinagsamang pagsusuri na ito ay nagsiwalat ng mga makabuluhang pagkakaiba mula sa hindi nabagong isda na may buo na expression ng Cox7a1.

"Iminumungkahi ng mga resultang ito na ang mga molecule na kasangkot sa pagpupulong ng mitochondrial supercomplexes ay maaaring magkaroon ng makabuluhang epekto sa metabolic control, posibleng magbukas ng daan sa mga bagong paggamot para sa sakit sa puso at iba pang metabolic na kondisyon," sabi ni Dr. Mercader.

Ayon sa pangkat ng pananaliksik, ang pagtuklas na ito ay kumakatawan sa "isang makabuluhang hakbang pasulong sa pag-unawa sa mga mekanismo ng cellular na kasangkot sa pagbabagong-buhay ng puso at maaaring ituro ang paraan sa pagbuo ng mga therapies na naglalayong pasiglahin ang pagbabagong-buhay ng puso."

Napagpasyahan ng mga may-akda na ang mga kadahilanan ng pagpupulong ng mitochondrial ay maaaring makabuluhang makaimpluwensya sa metabolic control.