Objev mitochondriálního mikroproteinu otevírá cestu k obezitě a stárnoucí terapii

Stejně jako včely dýchají život do zahrad, poskytují pyl a vytvářejí květiny květy, malé buněčné stroje zvané mitochondrie vdechují život do našich těl a bzučí energií, když produkují palivo, které pohánělo každou z našich buněk. Udržování mitochondriálního metabolismu vyžaduje vstup z mnoha molekul a proteinů-z nichž nejsou dosud objeveny.

Vědci Salk Institute se blíže podívají na to, zda mitochondrie spoléhají na mikroproteiny-nesmírné proteiny, které bylo obtížné najít, a následně podceňovalo jejich roli ve zdraví a nemoci. Ve své nové studii bylo zjištěno, že mikroprotein objevil teprve v SALK, nazvaný SLC35A4-MP, rozhodující roli při dodržování mitochondriální struktury a regulaci metabolického stresu v tukových buňkách myší. Zjištění zasazují osivo pro budoucí ošetření na bázi mikroproteinů pro obezitu, stárnutí a další mitochondriální poruchy.

Studie zveřejněná v Pokroky vědy 29. srpna 2025 je součástí řady nedávných objevů v Salk, které ukazují funkční význam mikroproteinů v buněčné biologii, metabolismu a stresu.

Mikroproteiny byly již dlouho promítnuty jako náhodné genetické haraburdí, ale naše práce přispívá k rostoucímu množství výzkumu, což ukazuje, že mnoho z nich jsou ve skutečnosti klíčovými regulátory buněčné fyziologie. Zde odhalíme, že mikroprotein je zodpovědný za zachování mitochondriální struktury a funkce v tkáni hnědého tuku, která reguluje tělesnou teplotu a rovnováhu energie. “

Alan Saghatelian, vedoucí autor, profesor a Dr. Frederik Paulsen předseda na Salku

Na konci jara 2024 Saghatelianova laboratoř objevila genetický kód pro SLC35A4-MP skryté v proti proudu otevřeného čtecího rámce na pramenu Messenger RNA (mRNA). Dlouhodobé přesvědčení bylo, že každá kódy řetězce mRNA pro jeden protein-jeden k jednomu poměru mRNA k proteinu vždy. Když tedy vědci našli další části genetického materiálu-upstream otevřeného čtecího snímků na řetězci mRNA, mysleli si, že musí být buď 1) náhodný nekódující nevyžádanou nebo 2) regulační kód, který ovlivňuje překlad této mRNA.

Ale jak se technologie genetického sondování a sekvenování stala sofistikovanější, vědci si brzy uvědomili, že některé z těch předběžných otevřených čtecích rámců kódovaných pro funkční mikroproteiny. Tento objev přinesl do buněčného života zcela novou dimenzi, protože mikroproteiny dlouhé skryté v ignorování proti proudu otevřené čtení rámců jsou nyní v plném rozkvětu, aby byly vytrženy a studovány.

Některé z prvních funkčních mikroproteinů, které mají být popsány, byly zapojeny do metabolismu a mitochondriální regulace. To zahrnuje Saghatelianova studie 2024, ve které laboratoř poprvé objevila SLC35A4-MP ve stěnách mitochondrie. Další testy naznačují, že mikroprotein může pomáhat udržovat zdravý buněčný metabolismus.

Tato zjištění však byla založena na údajích shromážděných z biochemických testů ve zkumavkách a buňkách kultivovaných v Petriho miskách. Abychom plně potvrdili a popisovali fyziologickou roli SLC35A4-MP, museli by otestovat svou funkci v živém systému.

„SLC35A4-MP patří mezi první mikroproteiny, které jsou u myší funkčně charakterizovány,“ říká první autorka Andréa Rocha, postdoktorandská výzkumná pracovníka v Saghatelianově laboratoři. „Opravdu jsme zjistili, že SLC35A4-MP reguluje mitochondriální funkci a metabolismus lipidů u myší, což skutečně ukazuje, že mikroproteiny nelze přehlédnout při hledání biologických faktorů, které regulují zdraví.“

Pro klasifikaci SLC35A4-MP se vědci podívali na příkladnou metabolickou tkáň, která pracuje zvláště tvrdě: hnědý tuk. Buňky hnědého tuku jsou metabolicky náročné, protože regulují energetickou rovnováhu a tělesnou teplotu. Vědci odstranili SLC35A4-MP zcela z myších hnědých tukových buněk a poté indukovali metabolicky stresové události, jako je expozice za studena nebo vysoce tuk.

Bez SLC35A4-MP nebyly myši během chladné expozice vytočit svůj metabolismus. Jejich mitochondrie byly strukturálně ohroženy, zvětšeny, nefunkční a zanícené. Mimo mitochondrie byly také ovlivněny další části hnědých tukových buněk. Vědci viděli známky přestavby interiéru buněk a dále zánět-Trademarky metabolického poklesu podmínek souvisejících s obezitou.

Zjištění prokazují základní roli SLC35A4-MP hraje při regulaci funkce hnědého tukového buňky a reakci na metabolický stres. A protože mitochondrie, naše bzučivé buněčné včely, jsou v každém typu buňky v těle, nálezy se také rozprostírají. SLC35A4-MP by mohl být silným terapeutickým cílem pro jakoukoli onemocnění nebo poruchu, která ovlivňuje metabolickou a mitochondriální funkci, od obezity po stárnutí a dále.

Výzkum mikroproteinů se konečně vynoří k životu a tým vidí, jak se při hledání funkčnějších mikroproteinů vyskytuje jasné květy.

„Protože vědci dokázali přidat do našich proteinových databází více mikroproteinů, zbývala otázka, mají tyto mikroproteiny nějaký fyziologický význam?“ říká Saghatelian. „A naše studie říká, že ano, jsou to důležité fyziologické regulátory. Doufám, že to přidá více paliva ke studiu mikroproteinů, které se pohybují vpřed.“

Pino Diedrich, Shan. Nadace křesťanského výzkumu; Guy Perksin a Mark Ellisman z UC San Diego; Plucińska a Paul Cohens z Rockefer University; UC Diego řekl.

Práce byla podporována Národními ústavy zdraví (P30 CA014195, R01 GM102491, U24 NS120055, R01 NS108934, R01 GM138780, R01 AG065549, S10 OD021784, RC2 DK129961, NIA, NIA, NIA, NIA, NIA, NIA, NIA, NIA, NIA, NIA, NIA, NIA, AG065549, S10 OD021784, RC2 DK129961, NIA. R01 AG062479, NIMH RF1 MH129261, NIH-NCI CCSG P30 CA014195, NIH-Nia San Diego Nathan Shock Center P30 AG068635, NIH-NIA Výzkum Alzheimerovy choroby Centrum P30 AG062429), National Science Foundation (2014862), American Heart Association Allen Initiative, Kalifornský institut pro regenerativní medicínu, Henry L. Guenther Foundation, Helmsley Charitable Trust a George E. Hewitt Foundation pro lékařský výzkum.