Wenn etwas schief läuft , schalten Zellen eingebaute Sicherheitsmechanismenfür das Überleben. Einer dieser Mechanismen beinhaltet Kalzium Aufnahme durch Mitochondrien, die Energie erzeugenden Kraftwerke der Zellen . Lange ein Rätsel , neue Forschungsergebnisse von Wissenschaftlern an der Temple University School of Medicine ( TUSM ) Center for Translational Research zeigt genau, wie Mitochondrien hand schädliche überschüssige Kalzium aus der intrazellulären Umgebung , und wie Probleme mit der Kalziumregulation kann zu Gefäßschäden führen.
" Mitochondrial Kalziumregulation ist wichtig für das Überleben der Zelle ", erklärt Senior Investigator Muniswamy Madesh , PhD, Assistant Professor im Zentrum für Translationale Forschung und der Abteilung für Biochemie an TUSM . "Aber die Calciumaufnahme Mechanismus der Mitochondrien ist unbekannt. "
In den späten 1970er Jahren entdeckten Forscher eine mitochondriale Calciumeinstrom " Sollwert ", ein Punkt, an dem Kalziumspiegel hoch genug im Zytoplasma ( intrazelluläre Flüssigkeit ), um die Calciumaufnahme in die Mitochondrien ausgelöst werden . Der Sollwert wurde zu etwa 3 & mgr; M sein . Dr. Madesh und Kollegen bereits festgestellt, dass unter den Sollwert , ein Protein, das jetzt als MICU1 bekannt arbeitet, um Calcium-Einstrom zu unterdrücken.
Neue Papier Dr. Madesh ist , die in dieser Woche in der Zeitschrift Cell Berichte angezeigt wird, ist das Ergebnis einer konzentrierten Anstrengung sich zu identifizieren und zu beschreiben spezifische Wechselwirkungen von MICU1 . Sein Team begann mit der Errichtung einer neuen ProteinflussdynamikAssays , die die Forscher zu sehen, wo MICU1 Interaktionen in den Mitochondrien stattfinden dürfen . Sie führten dann Mutationen in unterschiedlichen Regionen des MICU1 Protein und untersucht, wie die Mutationen betroffen Wechselwirkungen mitochondrialen Calciumeinstrom regulieren.
In ihrer Proteinflussexperimentein Zellen entdeckt, die Mannschaft, MICU1 ist im Innenbereich der Mitochondrien befindet . Sie die spezifischen Regionen MICU1 , die Bindung zu bestimmen , die mit der Uniporter Kalzium in die Mitochondrien transportiert identifiziert auch .
Um die physiologische Relevanz MICU1 charakterisieren , führten die Forscher Experimente in Mäusen, in denen MICU1 wurde zum Schweigen gebracht. Sie fanden, dass reduzierte MICU1 Aktivität führte zu anhaltenden Calciumaufnahme , chronischem oxidativen Stress Und vaskuläre Dysfunktion . Es verringert auch die Fähigkeit von Endothelzellen , die die innere Auskleidung der Blutgefäße bilden , die Migration , eine für die Bildung neuer Blutgefäße, notwendiger Prozess .
Die neue Arbeit gibt Aufschluss über Möglichkeiten, wie Kalzium und mitochondriale Dysfunktion zu Zell- und Gefäßschäden beitragen , was zu neuen Chancen für die Entdeckung von Therapien der Lage zu verhindern Zellschädigung . Nach Madesh , "Wenn wir nach unten Calciumaufnahme Mitochondrien zu verlangsamen und zu schützen , können wir in der Lage, die mitochondriale Energieniveaus zu halten sein."
Die Ergebnisse haben Auswirkungen auf andere Forschung, die an der Temple Center for Translational Medicine , wo es besonderes Interesse an oxidativen Schäden erlitten von Erkrankungen wie ischämische Reperfusion ( durchgeführt, wenn der Blutfluss wieder nach einer vorübergehenden Pause, wie zum Beispiel während einer herzinfarkt ) .
"Calcium Überlastung und oxidativen Stress in kardiovaskulären und neurodegenerativen Erkrankungen , Alterung und metabolischem Syndrom in Verbindung gebracht ", sagte Madesh . "Calcium Überlastung und oxidativem Stress ist ein gemeinsames Merkmal in Krankheit. Es passiert die ganze Zeit . "