Forscher identifizieren neues Ziel der Regulierung der Mitochondrien während der stress

Wie ein emergency response team, ist zum handeln aufgerufen, um Leben zu retten, der stress-Antwort-Proteine im Herzen aktiviert sind bei einem Herzinfarkt zu helfen, verhindern den Zelltod. Als Teil dieses Prozesses, Lewis Katz School of Medicine an der Temple University-Forscher erstmals zeigen, dass eine dieser spezialisierten Notfall-responder-Proteinen, bekannt als MCUB, vorübergehend sinkt, die schädlichen Mengen von Kalzium-transport in die Mitochondrien, die Energie erzeugenden Batterien der Zellen.

Die neue Studie, online veröffentlicht am 19. September in der Zeitschrift Circulation, identifiziert MCUB als ein vielversprechendes neues Ziel für die Untersuchung und Behandlung von Bedingungen, die die Funktion Kalzium überlast-und Zelltod—Bedingungen, die gehören Herzinsuffizienz, Herzinfarkt, Schlaganfall und neurodegeneration.

„MCUB Feinabstimmung der calcium-Aufnahme durch die Mitochondrien im Verletzten Gewebe Herz, in einem Versuch zu beschränken, calcium-überladung, die einen wesentlichen Beitrag zum Zelltod, vor allem nach einem Herzinfarkt“, erklärt John W. Elrod, Ph. D., Associate Professor am Zentrum für Translationale Medizin an der Temple University Lewis Katz School of Medicine und leitender Prüfarzt der Studie.

Calcium-Homöostase ist entscheidend für eine Reihe von Tag-zu-Tag zellulären Aktivitäten und regelt in Erster Linie durch die Mitochondrien. Für Kalzium in die Mitochondrien, geht es durch einen Kanal bekannt als der mitochondriale Kalzium-uniporter (MCU), welche sich in der inneren mitochondrienmembran, wo es stimuliert die Produktion von ATP, die energiewährung der Zelle. Die Menge an Kalzium, die Mitochondrien nehmen ist geregelt durch die verschiedenen Komponenten dieses Kanals. Während MCUB ähnelt der pore-forming-Untereinheit, MCU, seine genaue Rolle im calcium-Verordnung ist weitgehend unbekannt, vor allem im Kontext von Krankheit.

Dr. Elrod ‚ s team fand heraus, dass die Löschung der MCUB-Gens in Zellen, die Ergebnisse, die eine Veränderung der Proteine, die den calcium-Kanal und sind wichtig für die Kontrolle, ob der Kanal an oder aus ist. Da diese änderungen werden verursacht durch stress, wie Herz-Zelle Verletzung, die Forscher als Nächstes untersuchen die Rolle der MCUB nach Herzinfarkt in Mäusen. In Mäusen, die gelitten haben Herzinfarkt, dem research-team beobachtet signifikante Erhöhungen in MCUB gen-expression und eine Abnahme der MCU und gatekeeper des Kanals, MICU1. Wenn genetisch ausgedrückt vor induzieren einen Herzinfarkt in Mäusen, MCUB verändert den Kanal zu verringern Kalzium-überladung in das Verletzte Herz, letztlich Abstriche bei der Verletzung des Gewebes führen.

Dr. Elrod ‚ s team fand auch, dass, während die Verbesserung der Zell-überlebensrate nach Herz-Verletzungen, erhöhte MCUB Aktivität geht auf Kosten der mitochondrialen Energieproduktion. „MCUB Induktion ist eine kompensatorische Veränderung“, erklärt Dr. Elrod. Genau wie ein Notfall-responder, MCUB bewegt und versucht, zu reduzieren, Zelltod und Hilfe das überleben der Zelle—jedoch ist die Reduktion in der mitochondrialen Kalziumaufnahme ist auch maladaptive und die Grenzen der Zelle die Fähigkeit zur Steigerung der Energie während der Belastung.

„MCUB präsentiert uns eine neue molekulare Zielstruktur für die Untersuchung,“ Dr. Elrod sagte. „Es ist einzigartig, es ändert sich die Stöchiometrie des Kanals und damit präsentiert einen neuen Mechanismus, der möglicherweise unveränderlich zu therapeutischen manipulation. Wir denken, dass die Modulation MCUB kann es uns ermöglichen, stellen Sie die mitochondriale calcium-Aufnahme ohne vollständige Hemmung aller energetische Funktion.“