Studie viser at mitokondrier kobler seg direkte til cellekjernen

I flere tiår antok biologer at energien produsert av mitokondrier bare diffunderte gjennom hele cellen til den nådde frem dit den var trengt. En studie publisert i Nature den 10. juni snur opp-ned på denne modellen, og avslører at mitokondrier fysisk kobler seg til cellekjernen gjennom porene dens, og driver det som tilsvarer en privat strømlinje til cellens kommandosentral.eurekalert+2

En dedikert energikabel

Et internasjonalt team ledet av Ivan Menéndez-Montes, førsteamanuensis i medisin ved University of Arizona, og Hesham A. Sadek, direktør for universitetets Sarver Heart Center og gruppeleder ved Spanias Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC), brukte avansert mikroskopi, proteomikk, genteknologi og dyremodeller for å vise at mitokondrier fester seg til kjerne-pore-komplekser gjennom en direkte interaksjon mellom det mitokondrielle proteinet VDAC1 og kjerne-pore-proteinet RANBP2.heart.arizona+2

Denne fysiske koblingen kanaliserer energirike molekyler – inkludert ATP – direkte inn i kjernen, noe som støtter genregulering, kromatin-remodellering, transkripsjon og celledifferensiering. "Mitokondriene og kjernen har koordinert seg så mye at de har utviklet et system der kjernen får sin egen eksklusive energileveransetjeneste," sa forskerne i en uttalelse fra CNIC.nature+1

Motbeviser passiv diffusjon

Funnene utfordrer det langvarige synet om at mitokondrielle produkter diffunderer fritt gjennom cytoplasmaet før de når kjernen. I stedet etablerer studien at kjernen mottar energi gjennom direkte fysisk kontakt – en mekanisme forfatterne beskriver som et nytt paradigme innen cellebiologi.eurekalert+1

En ledsagende kommentar i Nature bemerket at interaksjonen "legger til rette for direkte overføring av energibærende metabolittmolekyler for å støtte den energikrevende prosessen med celledifferensiering, som er avgjørende i embryonal utvikling."nature

Implikasjoner for sykdom og medisin

Ved å avsløre hvordan kjernen sikrer energiforsyningen sin, åpner oppdagelsen forskningsveier på tvers av flere felt. Forskerne sier at det å forstå hvordan disse mitokondrie-kjerne-forbindelsene kontrolleres, kan endre arbeidet innen hjerte- og karsykdommer, kreft, aldring og regenerativ medisin – potensielt ved å forklare hvordan hjerter dannes, hvordan sykdom oppstår, og hvordan celler eldes.cnic+2