Nέος μηχανισμός βιογένεσης των μιτοχονδρίων από Έλληνες ερευνητές



Πηγή

ekt.gr


Ένα νέο μηχανισμό βιογένεσης των μιτοχονδρίων αποκαλύπτει πρόσφατη έρευνα στο Ινστιτούτο Μοριακής Βιολογίας και Βιοτεχνολογίας του Ιδρύματος Τεχνολογίας και Ερευνας (ΙΤΕ), τα αποτελέσματα της οποίας δημοσιεύονται στο Nature Structural and Molecular Biology, ένα από τα πιο έγκυρα διεθνή επιστημονικά περιοδικά. Η νέα έρευνα αναμένεται να ανοίξει τον δρόμο σε καινοτόμες, στοχευμένες θεραπευτικές παρεμβάσεις για διάφορες μιτοχονδριακές ασθένειες, τη γήρανση και τον καρκίνο.

Το επίτευγμα των Ελλήνων ερευνητών αφορά ένα νέο μηχανισμό που λύνει το πρόβλημα της λειτουργικής στόχευσης πρωτεϊνών στο εσωτερικό των μιτοχονδρίων, δηλαδή του τρόπου με τον οποίο πρωτεΐνες που έχουν μεταφερθεί, ανακτούν την λειτουργική τους μορφή.

Η ομάδα του IMBB, αποτελούμενη από τη διδακτορική φοιτήτρια Διονυσία Σιδέρη, την τεχνικό έρευνας Νίτσα Κατρακίλη και υπό την καθοδήγηση του Αναπληρωτή Καθηγητή του Πανεπιστημίου Κρήτης και υπεύθυνου ομάδας στο ΙΜΒΒ Κώστα Τοκατλίδη, σε συνεργασία με την ομάδα του Καθηγητή Ivano Bertini του Πανεπιστημίου Φλωρεντίας στην Ιταλία, συνδύασε γενετικά και βιοχημικά πειράματα με δομικές μελέτες.

Οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι η Mia40, μια πρωτεΐνη που υπάρχει σε όλες τους οργανισμούς, συμπεριλαμβανομένου και του ανθρώπου, εισάγει χημικούς δεσμούς σε πρωτεΐνες που στοχεύονται για μεταφορά σε χώρο των μιτοχονδρίων. Με αυτό τον τρόπο "κλειδώνει" αυτές τις πρωτεΐνες σε μια δομημένη και βιολογικά ενεργή μορφή στα μιτοχόνδρια. Αυτή η νέα διαδικασία οξειδωτικής αναδίπλωσης πρωτεϊνών στα μιτοχόνδρια αφορά πρωτεΐνες απαραίτητες για σημαντικές μιτοχονδριακές λειτουργίες όπως η κυτταρική αναπνοή και η μεταφορά μεταβολιτών.

Τα μιτοχόνδρια είναι οργανίδια του κυττάρου που λειτουργούν ως κέντρα παραγωγής ενέργειας, παράγοντας περισσότερο από το 90% της ενέργειας που είναι απαραίτητη για τη ζωή. Στον άνθρωπο υπάρχουν εκατοντάδες μιτοχόνδρια σε κάθε κύτταρο του σώματος και αποτελούν περίπου το 20% του συνολικού όγκου ενός κυττάρου. Δυσλειτουργίες στα μιτοχόνδρια μπορούν να οδηγήσουν σε περισσότερες από 50 ασθένειες συμπεριλαμβανομένων των διαβήτη τύπου-2, νόσου του Πάρκινσον, νόσου του Αλτσχάιμερ, καρδιοπαθειών, εγκεφαλικού και καρκίνου.

Στις ΗΠΑ, η συχνότητα των μιτοχονδριακών παθήσεων είναι 1 στις 4.000 γεννήσεις. Πρόκειται για ασθένειες οι οποίες εξελίσσονται προοδευτικά και μπορούν να επηρεάσουν τη λειτουργία οργάνων όπως ο εγκέφαλος, τα νεύρα, οι μύες, η καρδιά, το ήπαρ και τελικά να οδηγήσουν στο θάνατο. Μέχρι σήμερα δεν υπάρχει καμία θεραπεία για τις μιτοχονδριακές ασθένειες αν και υπάρχουν κάποιες θεραπευτικές αγωγές.

Η βιογένεση των μιτοχονδρίων δεν είναι μια απλή διαδικασία για το κύτταρο. Αυτά τα μικροσκοπικά οργανίδια (διαστάσεων ενός βακτηρίου) αποτελούνται από περίπου 1.500 πρωτεΐνες. Από αυτές μόνο οι 13 φτιάχνονται μέσα στο μιτοχόνδριο ενώ όλες οι άλλες (πάνω από το 99%) πρέπει να εισαχθούν στα μιτοχόνδρια από τα έξω. Επομένως η διαδικασία επιτυχούς μεταφοράς πρωτεϊνών είναι απολύτως κρίσιμη για τη βιογένεση των μιτοχονδρίων και αποτελεί αντικείμενο μελέτης εδώ και πολλά χρόνια.