Mitohondrije igraju ključnu ulogu u snabdevanju energijom potrebnom za pravilno funkcionisanje ćelije. Unutar mitohondrija, proizvodnju energije generiše respiratorni lanac, koji je formiran od pet kompleksa nazvanih CI kroz CV. Ovi kompleksi se mogu sastaviti i formirati superkomplekse, ali malo se zna o ulozi ovog procesa ili o tome kako se njime kontroliše.
Sada, nova studija istražuje mehanizme sklapanja superkompleksa i otkriva veliki uticaj faktora sklapanja mitohondrija na regeneraciju srca. Studiju su zajedno vodili dr Hoze Antonio Enrikez iz Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC) i dr Nadia Mercader sa Univerziteta u Bernu u Švajcarskoj, koja je gostujući naučnik na CNIC-u.
Studija, objavljena u Developmental Cell, pokazuje da član porodice proteina Cok7a igra fundamentalnu ulogu u sklapanju CIV dimera i da je ovaj sklop ključan za ispravnu funkciju mitohondrija, a time i za proizvodnju ćelijske energije.
Porodica proteina Cok7a uključuje tri člana: Cok7a1, Cok7a2 i Cok7a2l (koji se takođe naziva SCAF1). Prethodne studije obe grupe pokazale su da kada CIV sadrži SCAF1, on se snažno povezuje sa CIII da bi formirao respiratorni superkompleks poznat kao respirazom. U ovim prethodnim studijama, autori su postulirali da bi uključivanje Cok7a2 generisalo CIV koji nije sposoban da formira asocijacije, dok bi se molekuli CIV uključujući Cok7a1 povezivali da bi formirali CIV homodimere. Nova studija eksperimentalno pokazuje ulogu Cok7a1 u formiranju ovih CIV homodimera.
Radeći sa modelom zebrice, istraživači su otkrili da je odsustvo Cok7a1 sprečilo stvaranje CIV dimera, a gubitak ovih dimera uticao je na težinu i sposobnost plivanja zahvaćene ribe.
„Cok7a1 se uglavnom eksprimira u poprečnoprugastim mišićnim ćelijama, a upravo skeletno mišićno tkivo je najviše pogođeno nedostatkom funkcije Cok7a1. Drugi glavni tip prugastih mišića je srčani mišić ili miokard“, objasnio je dr Enrikez.
Ali dok je gubitak Cok7a1 u skeletnim mišićima bio štetan, njegov gubitak u srčanom mišiću je poboljšao regenerativni odgovor srca na povredu.
„Ovaj rezultat pokazuje da ovi proteini igraju ključnu ulogu u aktivaciji kapaciteta za popravku srca nakon povrede“, objasnila je prva autorka studije Karolina Garsija-Pojatos.
Da bi dublje istražili funkciju Cok7a1, istraživači CNIC-a Enrikue Calvo i Jesus Vaskuez izveli su proteomsku studiju skeletnih mišića i miokarda zebrice kojima nedostaje Cok7a1, a ova analiza je proširena metabolomskom studijom koju su sproveli kolege sa Univerziteta u Bernu. Ova kolaborativna analiza otkrila je duboke razlike u odnosu na nepromenjene ribe sa netaknutim izrazom Cok7a1.
„Ova otkrića sugerišu da molekuli uključeni u sklapanje mitohondrijalnog superkompleksa mogu imati značajan uticaj na kontrolu metabolizma, verovatno otvarajući put novim tretmanima za srčane bolesti i druga metabolička stanja“, rekao je dr Merkader.
Prema istraživačkom timu, ovo otkriće predstavlja „značajan napredak u razumevanju ćelijskih mehanizama uključenih u regeneraciju srca i moglo bi da ukaže na put ka razvoju terapija koje imaju za cilj promovisanje regeneracije srca“.
Autori zaključuju da faktori sklapanja mitohondrija mogu značajno uticati na kontrolu metabolizma.
