Proteomik, Egzersizin Kasta Enerji Üretim Verimini Nasıl Artırdığını Açıklıyor

Mitokondriler hücrenin enerji santralleridir ve bir hücrenin enerji ihtiyacının çoğunu elektrokimyasal bir işlem olan elektron taşıma zinciri ve oksidatif fosforilasyon olarak bilinen başka bir işlem sayesinde üretir. Mitokondrilerdeki bir dizi farklı protein bu süreçleri kolaylaştırır, ancak bu proteinlerin mitokondri içinde nasıl düzenlendiği ve düzenlenmeyi etkileyebilecek faktörler tam olarak anlaşılamamıştır. Kopenhag Üniversitesi'nden bilim insanları mitokondriyal proteinlerin elektron taşıma zinciri komplekslerinde ve daha da büyük süperkomplekslerde nasıl toplandıklarını aydınlatmak için proteomik teknolojisini kullandılar. Cell Reports dergisinde yayınlanan araştırmada, bu sürecin egzersizden nasıl etkilendiği de incelendiler.

‘Bu çalışma, süperkompleksler içindeki elektron taşıma zinciri proteinlerinin ve egzersize nasıl tepki verdiklerinin kapsamlı bir şekilde ölçülmesine olanak sağladı. Bu veriler, egzersizin kasın enerji üretimi verimliliğini nasıl artırdığı konusuna ilişkin bulgular sunmaktadır,’ diyor Kopenhag Üniversitesi Temel Metabolik Araştırmalar Merkezi'nden (CBMR) Doçent Atul S. Deshmukh.

Geleneksel yöntemler çok az ayrıntılı bilgi sağlamaktadır

Egzersizin mitokondriyal kütleyi uyardığı ve iskelet kasında mitokondrilerin daha verimli enerji üretmesini sağlayan süperkomplekslerin oluşumunu etkilediği daha önceden saptanmıştır. Ancak hangi komplekslerin süperkomplekslere katıldığı ve nasıl katıldığı konusundaki sorular yanıtlanmamıştır. Özellikle egzersize yanıt olarak süperkompleks oluşumunu daha iyi anlamak amacıyla bilim insanları iki fare grubunu incelemiştir. Aktif olan gruba 25 gün boyunca bir egzersiz tekerleği verilirken diğer grup hareketsiz bırakılmıştır. 25 gün sonra, süperkomplekslerin zaman içinde nasıl değiştiğini görmek için her iki grupta iskelet kasındaki mitokondriyal proteinler ölçülmüştür.

Bilim insanları tipik olarak süperkomplekslerin nasıl oluştuğunu analiz ederken elektron taşıma zinciri kompleksi başına bir veya iki proteini ölçmek için antikor kullanırlar. Ancak bir komplekste 44 protein olabileceği için, bu yöntem hem zaman alıcıdır hem de her kompleksteki proteinlerin geri kalanına ne olduğu hakkında sınırlı bilgi sağlar. Sonuç olarak, bu konuda ayrıntılı bilgi eksikliği söz konusudur.

Proteomik süperkomplekslerin sırlarını çözmede yardımcı oluyor

Daha ayrıntılı veri üretmek amacıyla ekip, mitokondriyal proteinleri ölçmek için kütle spektrometresi adı verilen proteomik bir teknoloji uygulamıştır. Bilim insanları antikor yerine proteomik kullanarak her kompleksteki proteinlerin neredeyse tamamını ölçebilmişlerdir. Bu, iskelet kasında mitokondriyal süperkompleksler ve egzersizin bunların oluşumundaki rolü konusunda benzersiz ayrıntılar sağlamıştır. Yaklaşımları, her kompleksteki veya bir süperkompleksteki proteinlerin hepsinin egzersize aynı şekilde yanıt vermediğini göstermiştir.

‘Mitokondriyal protein içeriğinin egzersizle arttığı bilinmektedir, bu nedenle bu proteinlerin süperkomplekslerde nasıl bir araya geldiklerini anlamak, nasıl çalıştıklarını çözmek için çok önemlidir. Araştırmamız, özellikle mitokondriyal proteinlerin en iyi yaptıkları işte nasıl daha iyi olduklarını ve ihtiyaç halinde nasıl enerji ürettiklerini inceleyenler olmak üzere bilim dünyası için değerli bir kaynak oluşturmaktadır’ diye açıklıyor Dr. Alba Gonzalez-Franquesa.