Mitocondriile, cunoscute de majoritatea oamenilor drept „puterile celulei”, sunt recunoscute de zeci de ani drept organul celular în care zaharurile și grăsimile sunt oxidate pentru a genera energie. Acum, noi cercetări efectuate de oamenii de știință UCLA au descoperit că nu toate mitocondriile se potrivesc acestei definiții. În cadrul fiecărei celule se poate găsi un grup de mitocondrii specializate atașate la picăturile de grăsime. În loc să ardă grăsimi pentru a crea energie, aceste mitocondrii specializate sunt responsabile pentru furnizarea de energie pentru a construi și stoca moleculele de grăsime.

știință

„Aceasta este într-adevăr o viziune complet nouă asupra mitocondriilor și a ceea ce pot face”, a spus autorul principal Dr. Orian Shirihai, profesor de medicină în endocrinologie și farmacologie la Școala de Medicină David Geffen de la UCLA. Constatarea, publicată în Metabolismul celular, poate într-o zi să conducă la noi tratamente pentru obezitate, ficat gras și alte boli metabolice, a adăugat el.

Mitocondriile, organite mici care sunt prezente cu sute sau mii în multe tipuri de celule, conțin mașini moleculare pentru producerea ATP, molecula care stochează energie în celule. Mitocondriile din interiorul oricărei celule date au fost întotdeauna considerate uniforme, a spus Shirihai, deoarece se îmbină constant și se separă între ele în procese cunoscute sub denumirea de „fuziune” și respectiv „fisiune”.

În trecut, cercetătorii au observat - atunci când priveau celulele la microscop - că unele mitocondrii se asociază cu picături de lipide, mici aglomerări de molecule grase. Aceste mitocondrii legate de picături lipidice sunt deosebit de abundente în grăsimea brună, un tip recent descoperit de țesut adipos care folosește grăsimea pentru a genera căldură, mai degrabă decât pentru a stoca grăsimea.

Cercetători - Shirihai; UCLA M.D./Ph.D. candidatul Ilan Benador, primul autor al studiului; Marc Liesa, profesor asistent de medicină; și studentul absolvent UCLA Michaela Veliova - s-au uitat mai detaliat la acest grup de mitocondrii. În primul rând, au observat că mitocondriile grupate în jurul lipidei nu par să interacționeze în ciclul normal de fisiune și fuziune cu restul mitocondriilor din celulele grase brune.

„Sunt ca un club exclusiv al mitocondriilor care nu-i lasă pe alții să intre”, a spus Shirihai, care conduce tema cercetării metabolismului la Școala de Medicină Geffen. "Și atunci marea întrebare a fost de ce se comportă așa?"

Pentru a răspunde la întrebare, cercetătorii au dezvoltat o nouă metodă de extragere a mitocondriilor asociate cu picături lipidice din celule. Au separat picăturile de grăsime de alte componente celulare, au plutit grăsimile în soluție și au colorat amestecul pentru prezența mitocondriilor, confirmând că organitele au rămas asociate cu picăturile de lipide izolate. Apoi au rotit probele la viteză mare într-o centrifugă, separând mitocondriile pentru studii ulterioare.

Când echipa a studiat mitocondriile care fuseseră izolate, au descoperit că sunt biochimic distincte de mitocondriile găsite în altă parte a celulei.

„Majoritatea câmpului presupuneau că picăturile de lipide erau ca un snack bar - unde mitocondriile mergeau să mănânce”, a spus Shirihai. Se pare ca este de fapt opusul; mitocondriile sunt acolo pentru a ajuta la construirea picaturilor de lipide.

Când celulele de grăsime brună sunt activate pentru a arde grăsimile și a genera căldură - așa cum se întâmplă la frig - mitocondriile s-au dispersat din picăturile de lipide.

"Dacă identificăm modalități de a preveni interacțiunea mitocondriilor cu picăturile de lipide, în primul rând, am putea fi capabili să activăm grăsimea brună pentru a arde grăsimile și pentru a trata obezitatea", a spus Liesa.

Descoperirea pune, de asemenea, în discuție tehnicile tradiționale utilizate pentru studierea mitocondriilor. Pentru a izola mitocondriile pentru cercetare, oamenii de știință folosesc în general protocoale care separă organitele de alte componente ale celulelor - inclusiv grăsimile, care sunt aruncate. Acum, se pare, acele grăsimi aruncate au inclus probabil un subset de mitocondrii neexplorate anterior.

„Am aruncat în mod sistematic toate aceste mitocondrii asociate lipidelor în toate aceste cercetări care s-au făcut în trecut asupra mitocondriilor”, a spus Shirihai.

Echipa UCLA intenționează acum să studieze dacă mitocondriile din alte tipuri de țesuturi - inclusiv ficatul, care construiește o mulțime de molecule de grăsime - au, de asemenea, această funcție specializată în a ajuta la asamblarea picăturilor de lipide.