Nytt verktyg för forskning om mitokondriesjukdomar och åldrande
Forskare vid Karolinska Institutet har utvecklat ett nytt forskningsverktyg för att undersöka hur mitokondriernas proteinsyntes påverkas av sjukdom, läkemedel, åldrande och olika fysiologiska faktorer som kost och motion. Studien presenteras i den vetenskapliga tidskriften Cell Reports.
Mitokondrier är cellens energiproducenter. De behövs för att omvandla energin i maten vi äter till en fungerande ”energivaluta” för cellerna. Regleringen av mitokondriefunktionen är avgörande för människans hälsa. Det finns ett stort antal kända ärftliga mitokondriesjukdomar som ofta ger allvarlig funktionsnedsättning i hjärna, hjärta, skelettmuskulatur och andra organ. Försämrad mitokondriefunktion har även stor betydelse för åldrande och åldersrelaterade sjukdomar.
Ny strategi
– Det är viktigt att ta reda på hur mitokondriefunktionen regleras för att kunna förstå dessa sjukdomar bättre och få fram nya behandlingar, säger Nils-Göran Larsson, professor vid institutionen för medicinsk biokemi och biofysik, Karolinska Institutet, som lett studien.
Mitokondrier har sina egna proteinsyntesfabriker, de mitokondriella ribosomerna, som skiljer sig från andra ribosomer i cellen. De senaste åren har man fått betydligt bättre kunskap om hur de mitokondriella ribosomerna är uppbyggda, men man vet inte mycket om regleringen av deras funktion. Forskargruppen vid Karolinska Institutet beskriver nu en ny strategi för att identifiera de proteiner som samverkar med och reglerar den mitokondriella ribosomen. De har skapat ett modellsystem, MitoRibo‑Tag-möss, där varje mitokondriell ribosom har en liten etikett som kan användas som en sorts metspö för att sortera mitokondriella ribosomer. Med hjälp av omfattande proteomikanalyser kan man sedan identifiera samverkande proteiner i olika vävnader.
Värdefullt verktyg
Forskarna har identifierat alla de 82 proteiner som bildar den mitokondriella ribosomen och även många relaterade faktorer. En del av dessa faktorer är nyupptäckta mitokondriella proteiner med okända funktioner som kan vara viktiga för regleringen av mitokondriernas proteinsyntes.
– Vi tror att MitoRibo-Tag-mössen kan bli ett värdefullt verktyg för framtida studier av hur mitokondriernas proteinsyntes påverkas av sjukdom, läkemedel, åldrande och olika fysiologiska faktorer, såsom motion, minskat kaloriintag och fettrik kost, säger Miriam Cipullo, forskarstuderande vid institutionen för medicinsk biokemi och biofysik, Karolinska Institutet, och medförfattare till artikeln.
Studien har fått stöd från Max Planck-sällskapet, Karolinska Institutet, Vetenskapsrådet, Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse, Europeiska forskningsrådet, Cancerfonden, svenska staten (inom ramen för ALF-avtalet mellan svenska staten och landstingen) och Marie Skłodowska‑Curie‑åtgärderna.
Publikation
”MitoRibo-Tag Mice Provide a Tool for In Vivo Studies of Mitoribosome Composition”. Jakob D. Busch, Miriam Cipullo, Ilian Atanassov, Ana Bratic, Eduardo Silva Ramos, Thomas Schöndorf, Xinping Li, Sarah F. Pearce, Dusanka Milenkovic, Joanna Rorbach och Nils-Göran Larsson. Cell Reports, online 5 november 2019, doi:10.1016/j.celrep.2019.09.080.