Studiare il ruolo dei mitocondri, le strutture specializzate all'interno delle cellule responsabili della produzione di energia, nelle malattie metaboliche è stato difficile a causa della mancanza di modelli animali con le mutazioni mitocondriali necessarie per osservare questi minuscoli organelli. Tuttavia, un team dell'Università di Tsukuba ha ora generato il primo modello murino portatore di una mutazione mitocondriale associata alla malattia e ha dimostrato che la malattia risultante è causata da un'elaborazione difettosa dell'RNA. Il loro studio è pubblicato su Nucleic Acids Research .

I mitocondri sono circondati da una membrana e contengono una piccola quantità del proprio DNA. Questo DNA mitocondriale codifica per alcuni componenti del macchinario che genera energia, nonché per i geni sia per gli RNA ribosomiali (componenti del macchinario che produce le proteine) sia per gli RNA di trasferimento che svolgono un ruolo chiave nella sintesi proteica. È noto che le mutazioni nel genoma mitocondriale sono collegate ad alcuni disturbi umani come il diabete, le malattie neurodegenerative, l'infertilità e il cancro.

I ricercatori dell'Università di Tsukuba hanno fuso cellule che contenevano mitocondri portatori di DNA mutante, ma nessun nucleo, con cellule staminali embrionali a cui erano stati rimossi tutti i mitocondri da un farmaco chiamato rodamina 6G, creando così un modello murino contenente la mutazione A2748G. Questa mutazione si trova nei pazienti umani, dove è nota come mutazione A3302G, ed è una delle mutazioni mitocondriali comuni associate ad alcune malattie umane, come alcune malattie neuromuscolari, l'encefalopatia (danno cerebrale) e i disordini metabolici.

I topi portatori di questo DNA mitocondriale mutante hanno sviluppato disordini metabolici che imitavano i sintomi mostrati dai pazienti umani portatori della mutazione umana equivalente. Ciò ha consentito ulteriori studi per scoprire il meccanismo molecolare alla base della malattia associata, che ha dimostrato che questa mutazione ha influenzato l'elaborazione degli RNA interferendo con la sintesi proteica nei topi colpiti.

"L'errata elaborazione dell'RNA contenente la mutazione A2748G ha portato a una diminuzione della traduzione di una proteina nota come ND1", spiega l'autore principale, il professor Kazuto Nakada. "ND1 è un componente di un complesso proteico noto come Complesso 1, il primo di cinque complessi proteici chiave nel processo di generazione di energia noto come fosforilazione ossidativa". La conseguente carenza di Complesso I ha influenzato la funzione della via cellulare di generazione dell'energia, che ha poi continuato a causare disfunzione mitocondriale e disturbi metabolici.

Lo sviluppo di questo modello aprirà nuove strade per la scoperta scientifica nello studio dei mitocondri e di molteplici malattie. + Esplora ulteriormente

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