Новые данные о функции митофузина 2 в клеточном энергетическом обмене
Митофузин 2 — ключевой белок в регуляции физиологии митохондрий, клеточных органелл, производящих энергию. Он вовлечен в развитие ряда нейродегенеративных и сердечно-сосудистых заболеваний, а также рака. Исследование, опубликованное в журнале EMBO Reports, показывает, что для регуляции биоэнергетической активности в митохондриях митофузин 2 должен находиться в эндоплазматическом ретикулуме — системе, образованной сложной сетью мембран в цитоплазме клетки.
Исследование возглавлял лектор Франсеск Сориано с факультета биологии и Института нейронаук (UBNeuro) Университета Барселоны (UB). Среди соавторов работы — эксперты Офелия М. Мартинес и Франсеск Вильярроя с факультета биологии и Института биомедицины (IBUB) UB, а также Мануэль Рейна с того же факультета.
Митофузин 2: мост между клеточными органеллами
Митофузин 2 (Mfn2) — это белок внешней мембраны митохондрий, играющий важную роль в нескольких физиологических процессах: динамике митохондрий, энергетическом метаболизме, эмбриональном развитии, гибели клеток и др. Этот важный для морфологии и функции митохондрий белок участвует в ряде патологий, связанных с дисфункциями в производстве митохондриальной энергии. Поэтому понимание того, как Mfn2 регулирует митохондриальную биоэнергетику, может помочь в разработке новых терапевтических стратегий для лечения нейродегенеративных заболеваний, при которых нарушена функциональность этого белка.
«Клетки имеют ряд небольших специализированных структур — клеточных органелл, — которые не являются независимыми образованиями. Они взаимодействуют, и это помогает регулировать их функцию», — отмечает профессор Франсеск Сориано с кафедры клеточной биологии, физиологии и иммунологии. «В частности, Mfn2 имеет в основном митохондриальную локализацию, но небольшая часть белка также находится в эндоплазматическом ретикулуме. В этом месте Mfn2 взаимодействует с митохондриальными белками Mfn2 и Mfn1 и устанавливает мост между двумя клеточными органеллами».
В исследовании команда подтвердила, что проблемы с митохондриальной биоэнергетикой в клетках с дефицитом Mfn2 можно решить экспрессией искусственного белка Mfn2, локализованного исключительно в эндоплазматическом ретикулуме. «Биоэнергетическая физиология восстанавливается в клетке, поскольку это позволяет установить контакты между этими двумя органеллами, что способствует перемещению кальция из эндоплазматического ретикулума в митохондрии, активируя несколько ферментов, участвующих в генерации митохондриальной энергии».
В частности, команде удалось обратить вспять дефекты роста нейритов у нейронов с дефицитом Mfn2 благодаря экспрессии искусственного белка Mfn2, который соединяет эндоплазматический ретикулум и митохондрии. Исследование является первым доказательством концепции новых терапевтических стратегий, основанных на восстановлении клеточных контактов между эндоплазматическим ретикулумом и митохондриями при патофизиологии заболеваний, связанных с белком Mfn2.