Minulý rok jsme byli tak zaneprázdněni přípravou nových publikací, že jsme úplně zapomněli se jimi pochlubit. Zde je alespoň krátké ohlédnutí za tím, co jsme v roce 2014 dělali.
Dlouhodobě nás zajímá bioenergetika dědičných metabolických poruch, a to především defektů enzymu klíčového pro produkci energie – ATP syntázy. Detailně proto zkoumáme sestavování tohoto enzymového komplexu, který se skládá z několika různých podjednotek a jehož sestavování se účastní řada pomocných proteinů. Jedním z nich je protein TMEM70, na jehož objevu se naše laboratoř podílela (Čížková et al. 2008). Naše nejnovější výsledky týkající se proteinu TMEM70 ukazují, že tento protein ve vnitřní mitochondriální membráně zaujímá strukturu dvou transmembránových helixů spojených smyčkou s N- i C-koncem směřujícím do matrix mitochondrií. Rovněž se nám podařilo ukázat, že TMEM70 vytváří dimery i vyšší oligomery, ale při hledání jiných interakčních partnerů jsme zatím nebyli úspěšní. Jelikož se nám nepodařilo najít přímou interakci s ATP syntázou, nemůžeme vyloučit, že role proteinu TMEM70 v sestavování ATP syntázy může být zprostředkována dalšími proteiny.
Kratochvílová H, Hejzlarová K, Vrbacký M, et al. Mitochondrial membrane assembly of TMEM70 protein. Mitochondrion. 2014;15:1-9.
K tématu dědičných poruch ATP syntázy jsme také napsali review, které vyšlo ve speciálním čísle časopisu Physiological Research vydaného při příležitosti oslav 60. výročí založení Fyziologického ústavu:
Hejzlarová K, Mráček T, Vrbacký M, et al. Nuclear genetic defects of mitochondrial ATP synthase. Physiol Res. 2014;63 Suppl 1:S57-S71.
Spontánně hypertenzní kmen potkana (SHR, spontaneously hypertensive rat) používáme jako model pro studium řady metabolických stavů.
Mutace v genu DSG4 kódujícím protein desmoglein 4 má za následek narození holého potkana bez srsti. Tohoto potkana jsme studovali jako model zvýšené termogeneze a podařilo se nám ukázat rozdíly v adaptaci na chlad mezi pohlavími.
Trnovská J, Šilhavý J, Zídek V, et al. Gender-related effects on substrate utilization and metabolic adaptation in hairless spontaneously hypertensive rat. Physiol Res. 2015;64(1):51-60.
V rámci kmenů laboratorních potkanů se vyskytují 4 mitochondriální haplotypy – dva z nich jsou SHR a F344. V naší další publikaci porovnáváme kmen SHR s kongenním kmenem SHR-mtF344, který obsahuje mitochondriální DNA z kmene F344, přičemž jaderné geny se neliší.
Houštěk J, Vrbacký M, Hejzlarová K, et al. Effects of mtDNA in SHR-mtF344 versus SHR conplastic strains on reduced OXPHOS enzyme levels, insulin resistance, cardiac hypertrophy, and systolic dysfunction. Physiol Genomics. 2014;46(18):671-678.
Dalším naším tématem je výzkum mitochondriální tvorby reaktivních forem kyslíku (ROS), neodborné veřejnosti známých spíše pod pojmem volné kyslíkové radikály. Nedávno jsme například přispěli k objasnění mechanismu tvorby ROS mitochondriální glycerol-3-fosfátdehydrogenázou (Mráček et al. 2013) v hnědotukových mitochondriích. Stejnou tkáň z hlediska produkce ROS zkoumáme i nadále ve spolupráci se švédskými kolegy a o výsledcích našeho společného výzkumu informujeme zde.
Shabalina IG, Vrbacký M, Pecinová A, et al. ROS production in brown adipose tissue mitochondria: The question of UCP1-dependence. Biochim Biophys Acta - Bioenerg. 2014;1837(12):2017-2030.
