Mitokondri, Düşük Besin Koşullarında Enerji ve Moleküler Sentezde Rolleri Bölüyor, Yeni Çalışmayı Ortaya Çıkarıyor

Araştırmacılar, besinlerin kıt olduğu durumlarda hücrelerin içindeki alt popülasyonların farklı rollerde uzmanlaştığı, mitokondriler arasında bir “iş bölümü” olduğunu ortaya çıkardılar. Memorial Sloan Kettering Kanser Merkezi’nden hücre biyoloğu Dr. Craig Thompson liderliğindeki ekip, besinlerden yoksun hücrelerdeki bazı mitokondrilerin enerji üretmeye odaklandığını, diğerlerinin ise hücresel onarım ve protein üretimi için gerekli molekülleri sentezlemeye yöneldiğini gözlemledi. Bu yeni keşfedilen uzmanlık, hücrelerin yaralanmaya nasıl tepki vereceği ve düşük besin koşullarına nasıl uyum sağlayacağı konusunda önemli bir rol oynayabilir.

Mitokondri: Enerji Üretiminin Ötesinde

Çalışma Nature’da yayınlandı. Mitokondrinin geleneksel olarak çoğu hücresel sürece güç sağlayan molekül olan adenozin trifosfatı (ATP) ürettiği bilinmektedir. Bununla birlikte, proteinlerin ve diğer hayati moleküllerin oluşturulması için gerekli olan amino asitlerin oluşturulmasında da rol oynarlar. Kaynakların sınırlı olduğu ortamlarda, örneğin bir yaralanma nedeniyle kan akışının azaldığı durumlarda, mitokondri, enerji üretimini ve moleküler sentezi aynı anda destekleme konusunda kısıtlamalarla karşılaşabilir. Dr. Thompson’ın araştırma ekibi, hücrelerin bu tür koşullar altında bu işlevlere nasıl öncelik verebileceğini anlamaya çalıştı.

Fare Hücrelerinde Mitokondriyal Adaptasyon

Araştırmacılar, fare hücrelerini, onları yalnızca mitokondriyal ATP üretimine bağımlı olmaya zorlayan ve alternatif enerji kaynaklarını sınırlayan koşullar altında kültürlediler. Beklenmedik bir şekilde mitokondri amino asitler üretmeye devam etti, bu da özel bir adaptasyon mekanizması olduğunu gösteriyor. P5CS adı verilen önemli bir enzimin bu süreçte etkili olduğu belirlendi. Kurmak P5CS yalnızca belirli mitokondrilerde belirli organellerde kümelenerek amino asit sentezini mümkün kıldı. Bu kümelenmeyi önleyen genetik modifikasyon, amino asit üretimini bloke ederek P5CS’nin işbölümündeki temel rolünü ortaya çıkardı.

Kanser Araştırması ve İyileşmesine Yönelik Etkiler

Çalışmanın bulguları, bazı insan pankreas kanseri hücrelerinin aynı zamanda P5CS kümeleri içeren özel mitokondrileri de göstermesi nedeniyle, besin eksikliği olan kanser hücrelerinin büyümeyi nasıl sürdürdükleri konusunda fikir verebilir. Berkeley’deki California Üniversitesi’nden mitokondri biyoloğu Dr. Samantha Lewis, çalışma hakkında yorum yaptı ve çalışmanın mitokondriyal çeşitliliği incelemek için bir model sunduğunu belirtti. Columbia Üniversitesi’nden mitokondriyal psikobiyolog Dr. Martin Picard, bu çalışmanın kültürlenmiş hücrelerde gerçekleştirilmesi nedeniyle canlı organizmalardaki bu uzmanlaşmanın önemini değerlendirmek için daha fazla araştırmaya ihtiyaç duyulduğunu vurguladı.