Onderzoekers onderzoeken de rol van vetzuren met lange ketens bij cellulaire ademhaling

Cellulaire ademhaling is een zeer complex en gereguleerd proces waarmee cellen energie uit voeding kunnen halen. Een internationaal team van wetenschappers in Finland, Duitsland en Polen onderzocht de belangrijke rol van vetzuren met lange ketens bij het aansturen van dit proces. Resultaten gepubliceerd in Natuurcommunicatiezal licht werpen op het begrip van de mitochondriale functie met verstoringen van het cellulaire energiemetabolisme.

Het zijn kleine, zeer efficiënte energiefabriekjes die in onze cellen draaien. Vaak aangeduid als de “arbeidskrachten”, halen de mitochondriën het grootste deel van de cellulaire energie uit voeding. Onderzoekers van de Universiteit van Oulu (Finland), het Heidelberg Instituut voor Theoretische Studies (HITS, Duitsland) en de Universiteit van Warschau (Polen) zijn erin geslaagd aan te tonen hoe langketenige vetzuren de hoeveelheid energie reguleren die in dit dieet wordt onttrokken. Een proces dat cellulaire ademhaling wordt genoemd. Deze ontdekking is baanbrekend omdat het belang van vetzuren met lange ketens geproduceerd door mitochondriën bij cellulaire ademhaling niet eerder bekend was en de resultaten openen een geheel nieuwe benadering.

“Deze informatie helpt ons om ziekten die te maken hebben met disfunctie van mitochondriën en cellulaire ademhaling veel beter te begrijpen dan voorheen”, zegt M. Tanvir Rahman van de Universiteit van Oulu en hoofdauteur van het artikel.

De studie maakt deel uit van een uitgebreider onderzoeksproject naar de relatie tussen cellulaire ademhaling en de voedingsstatus van de cel. De wetenschappers gebruikten een eiwit-engineeringmethode, waarbij ze mutanten ontwierpen van een zogenaamd MECR-enzym dat betrokken is bij de mitochondriale vetzuursynthese met behulp van computationele moleculaire modellering, samen met structuurbepaling door kristallografie en andere experimenten om de voorspellingen te valideren. “Onze studie is een succesvol voorbeeld van gerichte eiwitmodificatie”, zegt onderzoeker Kaija Autio van de Universiteit van Oulu.

De experimenten in deze interdisciplinaire studie werden uitgevoerd door biochemici en kristallografen van de Faculteit Biochemie en Moleculaire Geneeskunde van de Universiteit van Oulu en het Biocentre Oulu, terwijl de moleculaire modellering werd uitgevoerd door computationele biofysici van het Heidelberg Institute for Theoretical Studies (HITS) en de Universiteit van Warschau. “Deze studie toont echt de waarde aan van het combineren van computationele en experimentele benaderingen om complexe biomoleculaire mechanismen bloot te leggen”, zegt Rebecca Wade van HITS.