Tutkimus: mitokondriot kytkeytyvät suoraan tumaan

Vuosikymmenten ajan biologit olettivat, että mitokondrioiden tuottama energia diffundoituu yksinkertaisesti solun läpi, kunnes se saavuttaa tarvittavan kohteen. Nature-lehdessä 10. kesäkuuta julkaistu tutkimus kumoaa tämän mallin ja paljastaa, että mitokondriot kytkeytyvät fyysisesti tumaan sen huokosten kautta, muodostaen eräänlaisen yksityisen voimalinjan solun komentokeskukseen.eurekalert+2

Erillinen energiakaapeli

Kansainvälinen tiimi, jota johtivat Arizonan yliopiston lääketieteen apulaisprofessori Ivan Menéndez-Montes sekä yliopiston Sarver Heart Centerin johtaja ja Espanjan Centro Nacional de Investigaciones Cardiovascularesin (CNIC) ryhmänjohtaja Hesham A. Sadek, käytti edistynyttä mikroskopiaa, proteomiikkaa, geenitekniikkaa ja eläinmalleja osoittaakseen, että mitokondriot kiinnittyvät tuman huokoskomplekseihin mitokondrioproteiini VDAC1:n ja tumahuokosproteiini RANBP2:n välisen suoran vuorovaikutuksen kautta.heart.arizona+2

Tämä fyysinen yhteys kanavoi energiapitoisia molekyylejä — mukaan lukien ATP:tä — suoraan tumaan, mikä tukee geenien säätelyä, kromatiinin uudelleenmuokkausta, transkriptiota ja solujen erilaistumista. "Mitokondriot ja tuma ovat koordinoituneet niin pitkälle, että ne ovat kehittäneet järjestelmän, jossa tuma saa oman eksklusiivisen energiantoimituspalvelunsa", tutkijat totesivat CNIC:n lausunnossa.nature+1

Passiivisen diffuusion kumoaminen

Tulokset haastavat pitkään vallinneen käsityksen, jonka mukaan mitokondrioiden tuotteet diffundoituvat vapaasti sytoplasman läpi ennen tuman saavuttamista. Sen sijaan tutkimus osoittaa, että tuma vastaanottaa energiaa suoran fyysisen kosketuksen kautta — mekanismi, jota kirjoittajat kuvailevat uudeksi paradigmaksi solubiologiassa.eurekalert+1

Nature-lehden oheiskommentissa todettiin, että vuorovaikutus "helpottaa energiaa kantavien metaboliittimolekyylien suoraa siirtoa tukemaan solujen erilaistumisen energiaintensiivistä prosessia, mikä on ratkaisevan tärkeää alkion kehityksessä".nature

Vaikutukset sairauksiin ja lääketieteeseen

Paljastamalla, kuinka tuma varmistaa energiansaantinsa, löydös avaa tutkimusmahdollisuuksia useilla aloilla. Tutkijoiden mukaan sen ymmärtäminen, miten näitä mitokondrio-tuma-yhteyksiä ohjataan, voisi mullistaa työtä sydän- ja verisuonitautien, syövän, ikääntymisen ja regeneratiivisen lääketieteen parissa — selittäen mahdollisesti, miten sydämet muodostuvat, miten sairaudet alkavat ja miten solut vanhenevat.cnic+2