Dentro das mitocôndrias, ocorrem processos bioquímicos complexos que convertem a energia contida nos carboidratos que ingerimos na importante molécula de armazenamento de energia ATP (trifosfato de adenosina). O ATP é essencialmente o "combustível" que alimenta todos os processos nas células vivas. Se a produção de ATP for inibida por algum motivo, pode haver sérias consequências para o corpo humano, incluindo doenças graves e morte.
As regiões nas mitocôndrias onde ocorre a síntese de ATP são conhecidas como cristas, que são saliências dobradas na membrana mitocondrial interna. "As cristas abrigam máquinas moleculares que agem como turbinas e usam o fluxo controlado de íons de hidrogênio para impulsionar a síntese de ATP", explicou Martin van de Laan, professor de bioquímica médica da Universidade de Saarland. "Este mecanismo elegante só pode funcionar se a estrutura interna fina das mitocôndrias e a formação das cristas forem mantidas continuamente", acrescentou o Prof. van der Laan.

Trabalhando com sua equipe e colegas do Max Delbrück Center for Molecular Medicine, em Berlim, van der Laan conseguiu obter informações sobre a estrutura molecular de um grande e complexo conjunto de proteínas semelhantes a andaimes que desempenha um papel importante no controle da arquitetura das cristas . Seus resultados já foram publicados na revistaScience Advances .

Este dispositivo molecular, conhecido como Site de Contato Mitocondrial e Sistema Organizador Cristae (MICOS), funciona efetivamente como a porta de entrada para os compartimentos das cristas. As subunidades da proteína MICOS Mic60 e Mic19 têm capacidades de moldar membranas e juntas funcionam como um "porteiro", permitindo que apenas moléculas selecionadas entrem ou saiam do interior das cristas.

A equipe de pesquisa mostrou agora como os componentes MICOS Mic60 e Mic19 formam feixes filamentosos que podem se montar para formar uma estrutura molecular abobadada que abrange a entrada das cristas. "Este conjunto em forma de cúpula é elasticamente amarrado às membranas mitocondriais", explicou o professor van der Laan. "O design e a arquitetura do MICOS nos fornecem informações importantes sobre como o MICOS pode atuar como um gateway flexível, mas controlável, para as cristas e, assim, regular o metabolismo energético mitocondrial".

Esse avanço foi possível graças à estreita colaboração entre os dois grupos de pesquisa participantes que conseguiram combinar com sucesso dados da elucidação estrutural de fragmentos MICOS purificados e cristalizados com os resultados de análises funcionais direcionadas de variantes MICOS geneticamente modificadas em células vivas.

Esses novos resultados inovadores abriram o caminho para mais pesquisas interdisciplinares sobre esse tema empolgante. Os estudos de acompanhamento examinarão e analisarão a estrutura em forma de abóbada que agora foi identificada para determinar seu significado para a estrutura e função das cristas e para o metabolismo energético mitocondrial. Olhando para o futuro, van der Laan acrescentou que eles "estão esperançosos de que nosso trabalho levará a outros desenvolvimentos importantes, que, por sua vez, melhorarão nossa compreensão dos distúrbios decorrentes da disfunção mitocondrial". + Explorar mais

As mitocôndrias se adaptam eficientemente às mudanças nas condições metabólicas