Universidad Autónoma de Madrid

Unidad de Cultura Científica

Nuevos mecanismos implicados en la función y dinámica de las mitocondrias

07/09/2017
09_07_Mitocondrias Dinámica mitocondrial en células FT293 con expresión de GFP-TIA1 (izquierda), GFP-TIAR (centro) y GFP-HuR (derecha). Expresión de las proteínas anteriores (verde) y las mitocondrias (rojo) teñidas con Mitotracker. Las barras de tamaño representan 10 µm.

Un equipo del Centro de Biología Molecular Severo Ochoa, formado por investigadores de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) y el CSIC, ha observado que unas proteínas de unión a RNA inciden en la desregulación de la dinámica y la función mitocondrial, proceso que se asocia a situaciones fisiopatológicas relevantes. El trabajo se publica en Molecular and Cellular Biology.

Investigadores del Centro de Biología Molecular Severo Ochoa, centro mixto de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) y el CSIC, han descrito nuevos mecanismos moleculares con los que la mitocondria modula su actividad en las células humanas.

En concreto, el equipo ha demostrado cómo unas proteínas de unión a RNA, implicadas en respuestas de estrés celular (TIA1, TIAR y HuR), son capaces de regular de forma opuesta la dinámica y la función mitocondrial.

La desregulación de la dinámica y la función mitocondrial se asocia a situaciones fisiopatológicas relevantes, que están en la base molecular de patologías humanas tan graves como el cáncer, la diabetes o las enfermedades cardiovasculares y neurodegenerativas.

“Nuestras observaciones identifican unos actores a través de los que se podría incidir en alguna de estas situaciones para corregir o evitar el desarrollo de fenotipos celulares deletéreos”, comenta Isabel Martínez Carrascoso, primera firmante del trabajo.

José María Izquierdo Juárez, director del equipo, detalla sobre las observaciones realizadas: “Identificamos que la expresión de las proteínas TIA1 y TIAR favorece la dinámica de división y agrupamiento de los orgánulos, lo que se acompaña de la pérdida de su función, mientras que HuR promueve la fusión y el remodelamiento interno, lo que favorece una mayor y más eficiente función mitocondrial. En ambos casos y de manera antagónica, la regulación se ejerce a través de la proteína OPA1, un componente vital para la morfología y dinámica externa e interna mitocondrial”.

Estos resultados, publicados en Molecular and Cellular Biology, recalcan que en situaciones de estrés la mitocondria desempeña un papel fundamental en la biología y el destino celular, permitiendo a través de su diseño y función la adaptación celular con una única misión: sobrevivir.


Centrales energéticas de las células

Las mitocondrias son los orgánulos subcelulares que transforman más eficientemente la energía contenida en los alimentos en energía celular o ATP. Además, son esenciales para muchos otros aspectos del metabolismo (por ejemplo hemo, urea, calcio, etc.), para la detoxificación celular (producción y eliminación de especies reactivas de oxígeno) e incluso para la supervivencia de las células. Por todo esto, su actividad y función se optimiza y adapta a las demandas de los tipos celulares y tejidos que constituyen los organismos.

En condiciones de equilibrio, las mitocondrias se visualizan a través del microscopio como una red o malla que interconecta los orgánulos. Esta red, sin embargo, es muy dinámica, siendo el resultado de continuos fenómenos de fusión y división. Aunque no siempre es la norma, la morfología de red y el remodelamiento interno de las mitocondrias son fundamentales para una mejor y mayor funcionalidad mitocondrial y celular.


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Referencia bibliográfica:

Carrascoso, I., Alcalde, J., Sánchez-Jiménez, C., González-Sánchez, P., & Izquierdo J.M. T-cell intracellular antigens and Hu antigen R antagonistically modulate mitochondrial activity and dynamics by regulating optic atrophy 1 gene expression. Molecular and Cellular Biology. Doi: 10.1128/MCB.00174-17.

 

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