Oväntade samband upptäckta i cellens energimaskineri
I en ny studie som publicerats i Nature Communications rapporterar forskare vid Karolinska Institutet att det molekylära maskineriet som ansvarar för cellens energiomvandling är mer sammanlänkat än man tidigare har förstått. Studien ger ny insikt i hur mitokondrier anpassar sig under stress.
Mitokondrierna producerar merparten av cellens energi genom att omvandla näringsämnen till ATP, molekylen som driver nästan alla cellulära processer. Även om ATP‑syntas och metabola vägar som citronsyracykeln (TCA-cykeln) sedan länge har varit kända för att samverka, har de vanligtvis setts som separata system.
Fysiska interaktioner avslöjade
I den nya studien använde forskare vid Karolinska Institutet, tillsammans med professor Albert Hecks grupp vid Utrecht University, avancerad proteomik för att kartlägga interaktioner i hjärtats mitokondrier. De upptäckte att ATP‑syntas fysiskt är kopplat till flera enzymer i TCA‑cykeln.
− Med hjälp av avancerade proteomikmetoder fann vi att ATP‑syntas fysiskt är kopplat till flera enzymer i TCA‑cykeln i hjärtmitokondrier. Detta tyder på att energiproduktion och metabolism är mer samordnade än man tidigare trott, säger Nils-Göran Larsson, professor vid institutionen för medicinsk biokemi och biofysik, Karolinska Institutet, och en av de korresponderande författarna.
Förändringar vid mitokondriell stress
Teamet undersökte också vad som händer när det mitokondriella genuttrycket är stört. I musmodeller ledde detta till omfattande omorganisation av ATP-syntas och starkare interaktioner med metabola enzymer. Samtidigt blev det hämmande proteinet ATIF1 mer nära kopplat till ATP-syntas, vilket kan hjälpa celler att spara energi.
− Vi fann att ATP-syntas inte fungerar isolerat, utan anpassar sina interaktioner när mitokondriefunktionen är nedsatt. Resultaten ger ny insikt i hur mitokondrier omorganiserar sin molekylära maskineri som svar på bioenergetisk stress. En bättre förståelse av dessa anpassningar kan hjälpa forskare att avslöja mekanismerna bakom mitokondriella sjukdomar, säger Jelena Misic, postdoktor vid institutionen för medicinsk biokemi och biofysik, Karolinska Institutet, och en av studiens förstaförfattare.
Publikation
Investigating the relationship between ATP synthase and the TCA cycle by crosslinking mass spectrometry.
Pérez Pañeda L, Misic J, Kadavá T, Larsson NG, Heck AJR
Nat Commun 2026 Jun;17(1):