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Os pesquisadores descobrem o caminho de recicl mitocondrial novo que pode ser ligado à doença de Parkinson

Os cientistas têm sabido por muito tempo que as pilhas vivas são reciclador do mestre, dividindo constantemente as peças velhas e construindo as alternativas em máquinas moleculars novas. Agora, os pesquisadores em institutos de Gladstone olharam um olhar mais atento o ciclo de vida de plantas de potência celulares productores de energia; mitocôndria chamadas; dentro dos neurónios, e como puderam ser recicl. Mostraram que os genes associaram com os papéis chaves do jogo da doença de Parkinson neste processo.

Este trabalho dá-nos introspecção inaudita no ciclo de vida das mitocôndria e como são recicl pelas proteínas chaves que, quando transformado, a doença de Parkinson da causa. Sugere que o recicl mitocondrial seja crítico a manter as mitocôndria saudáveis, e os rompimentos a este processo podem contribuir ao neurodegeneration.”

Ken Nakamura, DM, PhD, investigador do associado de Gladstone, o autor superior do estudo

Dividindo as mitocôndria danificadas

Em a maioria de pilhas, as mitocôndria danificadas são decompor em um processo conhecido como mitophagy, que seja por duas proteínas, PINK1 e Parkin. As mutações nestas mesmas proteínas igualmente causado formulários hereditários da doença de Parkinson. Quando o papel de PINK1 e de Parkin em mitophagy for estudado pesadamente em muitos tipos da pilha, foi obscuro se acto destas proteínas a mesma maneira nos neurônios; o tipo de neurónios que morrem na doença de Parkinson. Certamente, os neurônios têm raramente necessidades de alta energia e suas mitocôndria são muito mais resistentes à degradação por Parkin do que aquelas em outros tipos da pilha.

No estudo novo publicado na ciência do jornal as mitocôndria seguidas grupo avança, de Nakamura dentro dos neurônios vivos e examinadas como PINK1 e Parkin afectaram seu destino.

Mas as mitocôndria são pequenas e movem-se dentro das pilhas, fundindo freqüentemente um com o otro ou rachando em dois, que os faz difíceis seguir.

“Nós tivemos que desenvolver uma maneira nova de seguir as mitocôndria individuais durante longos período do tempo, quase um dia inteiro,” diz Zak dórico, um aluno diplomado em Gladstone e em Uc San Francisco (UCSF) e o co-primeiro autor do estudo novo. “Obter essa técnica em serviço era bastante um desafio.”

Os cientistas igualmente usaram um método que permitisse que gerassem as mitocôndria grande-do que-normais, facilitando as ver sob um microscópio.

Encontraram que as proteínas de Parkin cercadas danificaram as mitocôndria e as visaram para a degradação, demonstrando que os começos mitophagy nos neurônios da mesma forma como na outra pilha dactilografam. Mas agradecimentos a sua aproximação nova, poderiam olhar o processo desdobrar-se em grande detalhe. Por exemplo, documentaram os passos iniciais chaves em que danificaram, as mitocôndria Parkin-revestidas fundem com outros componentes dentro da pilha para formar as estruturas dedegradação chamadas mitolysosomes.

“Nós podíamos visualizar estas etapas a nível que não tem sido feito antes em nenhum tipo da pilha,” dizemos Nakamura, que é igualmente um professor adjunto da neurologia em UCSF.

A alta resolução de sua aproximação permitirá que compreendam com grande precisão como Parkin e PINK1 afectam a degradação mitocondrial na doença de Parkinson.

Um tipo novo do recicl

Os pesquisadores examinaram então as fases mais atrasadas de mitophagy, monitorando o que acontece às mitocôndria nos mitolysosomes.

“Até aqui, ninguém conheceu o que acontece ao lado destes mitolysosomes,” diz Nakamura.

Até agora, os cientistas tinham supor que os mitolysosomes dividem ràpida nas moléculas que a pilha pode reúso para construir a partir do zero as mitocôndria novas. Nakamura e sua equipe mostraram que, em lugar de, os mitolysosomes sobreviveram por horas dentro das pilhas. Notàvel, e inesperada, alguns mitolysosomes foram tragados pelas mitocôndria saudáveis, quando outras vezes, estouraram de repente, liberando seus índices no interior da pilha, incluindo algumas proteínas que eram ainda funcionais.

“Este parece ser um controle mitocondrial novo da qualidade, sistema de recicl,” diz Huihui Li, PhD, um erudito pos-doctoral de Gladstone e co-primeiro autor do papel novo. “Nós pensamos que nós descobrimos um caminho do recicl mitocondrial; qual é como o salvamento da mobília valiosa em uma casa antes da demulir.”

Importante, o estudo mostra que o caminho de recicl identificado pelos cientistas exige PINK1 e Parkin, apoiando que o recicl mitocondrial pode igualmente ser crítico na protecção contra o neurodegeneration na doença de Parkinson.

Da “os neurônios dopamina que morrem na doença de Parkinson são particularmente suscetíveis às mutações em PINK1 e em Parkin,” diz Nakamura. “Nosso estudo avança nossa compreensão de como estas duas proteínas chaves da doença de Parkinson degradam e recicl as mitocôndria. Nossos estudos futuros investigarão como estes caminhos contribuem à doença e como podem ser visados terapêutica.”

Source:
Journal reference:

Li, H., et al. (2021) Longitudinal tracking of neuronal mitochondria delineates PINK1/Parkin-dependent mechanisms of mitochondrial recycling and degradation. Science Advances. doi.org/10.1126/sciadv.abf6580.