Μελέτη διαπιστώνει ότι τα μιτοχόνδρια συνδέονται απευθείας με τον πυρήνα

Για δεκαετίες, οι βιολόγοι υπέθεταν ότι η ενέργεια που παράγεται από τα μιτοχόνδρια απλώς διαχέεται σε όλο το κύτταρο μέχρι να φτάσει όπου είναι απαραίτητο. Μια μελέτη που δημοσιεύθηκε στο Nature στις 10 Ιουνίου ανατρέπει αυτό το μοντέλο, αποκαλύπτοντας ότι τα μιτοχόνδρια συνδέονται σωματικά με τον πυρήνα μέσω των πόρων του, λειτουργώντας ως μια ιδιωτική γραμμή παροχής ενέργειας προς το κέντρο ελέγχου του κυττάρου.eurekalert+2

Ένα αποκλειστικό καλώδιο ενέργειας

Μια διεθνής ομάδα με επικεφαλής τον Ivan Menéndez-Montes, επίκουρο καθηγητή ιατρικής στο Πανεπιστήμιο της Αριζόνα, και τον Hesham A. Sadek, διευθυντή του Sarver Heart Center του πανεπιστημίου και επικεφαλής ομάδας στο Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC) της Ισπανίας, χρησιμοποίησε προηγμένη μικροσκοπία, πρωτεομική, γενετική μηχανική και ζωικά μοντέλα για να δείξει ότι τα μιτοχόνδρια προσκολλώνται στα συμπλέγματα πυρηνικών πόρων μέσω μιας άμεσης αλληλεπίδρασης μεταξύ της μιτοχονδριακής πρωτεΐνης VDAC1 και της πρωτεΐνης RANBP2 των πυρηνικών πόρων.heart.arizona+2

Αυτός ο φυσικός σύνδεσμος διοχετεύει ενεργειακά πλούσια μόρια —συμπεριλαμβανομένου του ATP— απευθείας στον πυρήνα, υποστηρίζοντας τη γονιδιακή ρύθμιση, την αναδιαμόρφωση της χρωματίνης, τη μεταγραφή και την κυτταρική διαφοροποίηση. "Τα μιτοχόνδρια και ο πυρήνας έχουν συντονιστεί τόσο πολύ που έχουν αναπτύξει ένα σύστημα στο οποίο ο πυρήνας λαμβάνει τη δική του αποκλειστική υπηρεσία παροχής ενέργειας", ανέφεραν οι ερευνητές σε δήλωση του CNIC.nature+1

Ανατρέποντας την παθητική διάχυση

Τα ευρήματα αμφισβητούν την παγιωμένη άποψη ότι τα μιτοχονδριακά προϊόντα διαχέονται ελεύθερα μέσω του κυτταροπλάσματος πριν φτάσουν στον πυρήνα. Αντίθετα, η μελέτη καθιερώνει ότι ο πυρήνας λαμβάνει ενέργεια μέσω άμεσης σωματικής επαφής — έναν μηχανισμό που οι συγγραφείς περιγράφουν ως ένα νέο παράδειγμα στη βιολογία των κυττάρων.eurekalert+1

Ένα συνοδευτικό σχόλιο στο Nature σημείωσε ότι η αλληλεπίδραση "διευκολύνει την άμεση μεταφορά μορίων μεταβολιτών που μεταφέρουν ενέργεια για να υποστηρίξουν τη διαδικασία της κυτταρικής διαφοροποίησης που καταναλώνει ενέργεια, η οποία είναι κρίσιμη για την εμβρυϊκή ανάπτυξη".nature

Επιπτώσεις για τις ασθένειες και την ιατρική

Αποκαλύπτοντας πώς ο πυρήνας εξασφαλίζει την παροχή ενέργειάς του, η ανακάλυψη ανοίγει ερευνητικούς δρόμους σε πολλούς τομείς. Οι ερευνητές λένε ότι η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο ελέγχονται αυτές οι συνδέσεις μιτοχονδρίων-πυρήνα θα μπορούσε να αναδιαμορφώσει το έργο στις καρδιαγγειακές παθήσεις, τον καρκίνο, τη γήρανση και την αναγεννητική ιατρική — εξηγώντας ενδεχομένως πώς σχηματίζονται οι καρδιές, πώς εγκαθίσταται η ασθένεια και πώς τα κύτταρα γερνούν.cnic+2