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 kinakailangan para sa wastong paggana ng mga cell. Sa mitochondria, ang enerhiya ay ginawa ng respiratory chain, na binubuo ng limang complexes na tinatawag na CI-CV. Maaaring mag-assemble ang mga complex na ito sa mga supercomplex, ngunit kakaunti ang nalalaman tungkol sa papel ng prosesong ito at kontrol nito.

Sinusuri ng bagong pananaliksik ang mga mekanismo ng supercomplex na pagpupulong at ipinapakita ang makabuluhang impluwensya ng mitochondrial assembly factor sa cardiac tissue regeneration. Ang pag-aaral ay kapwa pinamunuan ni Dr. José Antonio Henriques ng National Center for Cardiovascular Research (CNIC) at Dr. Nadia Mercader ng University of Bern sa Switzerland, na isang bumibisitang siyentipiko sa CNIC.

Ang pananaliksik na inilathala sa ang journal Developmental Cell ay nagpapakita na ang miyembro ng pamilya ng Cox7a ng mga protina ay gumaganap ng isang pangunahing papel sa pagpupulong ng mga CIV dimer at na ang pagpupulong na ito ay kritikal para sa tamang mitochondrial function at samakatuwid ay para sa produksyon ng cellular energy.

Kabilang sa pamilya ng mga protina ng Cox7a ang tatlong miyembro: Cox7a1, Cox7a2, at Cox7a2l (tinatawag ding SCAF1). Ang mga nakaraang pag-aaral mula sa 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 pagbuo ng association-incompetent CIV, habang ang mga CIV molecule na naglalaman ng Cox7a1 ay mag-uugnay upang bumuo ng CIV homodimer. Isang bagong pag-aaral ang eksperimento na nagpapakita ng papel ng Cox7a1 sa pagbuo ng mga CIV homodimer na ito.

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

Paggawa sa isang modelo ng zebrafish, natuklasan ng mga mananaliksik na ang kawalan ng Cox7a1 ay humadlang sa pagbuo ng mga CIV dimer, at ang pagkawala ng mga dimer na ito ay nakaapekto 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 pinakanaapektuhan ng kakulangan ng Cox7a1 function. Ang iba pang pangunahing uri ng striated na kalamnan ay ang kalamnan ng puso, o myocardium,” paliwanag ni Dr. Enriquez.

Gayunpaman, habang ang pagkawala ng Cox7a1 sa skeletal muscle ay nakapipinsala, ang kawalan nito sa cardiac muscle ay nagpabuti ng regenerative response ng puso sa pinsala.

“Ang resultang ito ay nagpapakita na ang mga protinang 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 na si Carolina Garcia-Poyatos.

Upang higit na maunawaan ang paggana ng Cox7a1, ang mga mananaliksik ng CNIC na sina Enrique Calvo at Jesus Vazquez ay nagsagawa ng proteomic na pag-aaral ng skeletal muscle at myocardium ng zebrafish na kulang sa Cox7a1. Ang pagsusuri na ito ay pinalawak 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 binagong isda na may buo na expression ng Cox7a1.

“Iminumungkahi ng mga resultang ito na ang mga molecule na kasangkot sa pagtitipon ng mitochondrial supercomplexes ay maaaring magkaroon ng makabuluhang epekto sa metabolic control, marahil ay nagbubukas 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 pag-unlad sa pag-unawa sa mga mekanismo ng cellular na kasangkot sa pagbabagong-buhay ng puso at maaaring ituro ang daan patungo sa pagbuo ng mga therapy na naglalayong isulong 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.