Rola mikrobiałka SLC35A4-MP w regulacji metabolizmu mitochondrialnego

Jak pszczoły ożywiające ogród, zapylające kwiaty i nadające im życie, tak mitochondria działają w naszych komórkach – nieustannie tętnią energią, produkując paliwo potrzebne do funkcjonowania organizmu. Utrzymanie prawidłowego metabolizmu mitochondrialnego wymaga udziału wielu cząsteczek i białek – w tym także takich, które dopiero zaczynamy odkrywać.

Naukowcy z Instytutu Salka postanowili sprawdzić, czy mitochondria wykorzystują mikrobiałka – małe, trudne do wykrycia białka, które przez długi czas były lekceważone i uznawane za mało istotne dla zdrowia i chorób. W nowym badaniu zidentyfikowano mikrobiałko opisane dopiero w 2024 roku, nazwane SLC35A4-MP, które odgrywa kluczową rolę w utrzymaniu struktury mitochondriów i regulacji stresu metabolicznego w komórkach tłuszczowych myszy. Wyniki badań wskazują na możliwość opracowania w przyszłości terapii opartych na mikrobiałkach w leczeniu otyłości, starzenia się i innych chorób mitochondrialnych.

Artykuł ukazał się 29 sierpnia 2025 roku w Science Advances i wpisuje się w serię odkryć zespołu z Instytutu Salka dotyczących roli mikrobiałek w biologii komórkowej, metabolizmie i odpowiedzi na stres.

Profesor Alan Saghatelian, kierownik zespołu, podkreśla: „Mikrobiałka przez lata były uznawane za przypadkowe genetyczne odpady, ale nasze prace dowodzą, że wiele z nich to kluczowi regulatorzy fizjologii komórki. Odkryliśmy, że jedno z nich odpowiada za utrzymanie struktury i funkcji mitochondriów w brunatnej tkance tłuszczowej, która reguluje temperaturę ciała i bilans energetyczny.”

Laboratorium Saghateliana odkryło kod genetyczny dla SLC35A4-MP ukryty w tzw. otwartym ramieniu odczytu (uORF) na nici mRNA. Do niedawna panowało przekonanie, że każda nić mRNA koduje tylko jedno białko. Jednak dzięki rozwojowi technik sekwencjonowania okazało się, że część z tych dodatkowych fragmentów mRNA koduje funkcjonalne mikrobiałka.

Pierwsze opisane mikrobiałka miały związek właśnie z metabolizmem i regulacją funkcji mitochondrialnych. W 2024 roku laboratorium Saghateliana zidentyfikowało SLC35A4-MP w błonach mitochondriów, sugerując, że pełni ono rolę w utrzymaniu prawidłowego metabolizmu komórkowego. Jednak dopiero doświadczenia na modelu zwierzęcym pozwoliły na potwierdzenie jego znaczenia fizjologicznego.

Badania wykazały, że SLC35A4-MP reguluje funkcjonowanie mitochondriów oraz metabolizm lipidów w tkance brunatnej myszy. Po usunięciu tego mikrobiałka zwierzęta traciły zdolność do zwiększania metabolizmu w odpowiedzi na ekspozycję na zimno. Ich mitochondria były powiększone, zdeformowane, dysfunkcyjne i objęte stanem zapalnym, a w komórkach obserwowano dodatkowe oznaki przebudowy i zapalenia – typowe dla otyłości i jej powikłań metabolicznych.

Odkrycie to podkreśla fundamentalną rolę mikrobiałka SLC35A4-MP w regulacji pracy mitochondriów i odpowiedzi na stres metaboliczny. Ponieważ mitochondria występują we wszystkich typach komórek, wyniki te mogą mieć szerokie zastosowanie w terapii chorób metabolicznych i mitochondrialnych – od otyłości po procesy starzenia.

Jak podsumowuje prof. Saghatelian: „Nasze badania dowodzą, że mikrobiałka są istotnymi regulatorami fizjologii. To powinno dodać energii dalszym pracom nad ich poznaniem i zastosowaniem w medycynie.”

Źródło: Science Advances, Abnormal mitochondrial structure and function in brown adipose tissue of SLC35A4-MP knockout mice
DOI: http://dx.doi.org/10.1126/sciadv.ads7381