El metabolismo mitocondrial del GTP funciona a través de factores de la dinámica mitocondrial para regular el envejecimiento reproductivo.
En un estudio reciente publicado en Célula del desarrollo Journal, los investigadores informaron que el envejecimiento reproductivo en Ciertos tipos son elegantes. Está regulado por la interacción del metabolismo del trifosfato de guanosina mitocondrial (mGTP) y factores implicados en la dinámica mitocondrial.
Estancia: El metabolismo mitocondrial del GTP controla la senescencia reproductiva en C. elegans. Crédito de la imagen: Monkey Business Images/Shutterstock.com
fondo
La disminución de la fertilidad relacionada con la edad, o senescencia reproductiva, tiene fuertes implicaciones sociales a medida que aumenta la edad materna de las madres primerizas. La mayor edad materna se asocia con una menor fertilidad y una mayor probabilidad de aborto espontáneo y discapacidades congénitas en el bebé.
Además, las investigaciones indican que la disminución de la fertilidad precede a la menopausia en unos diez años y que el deterioro de la calidad de los óvulos es la principal causa de la disminución de la fertilidad.
De todas las células del cuerpo, los óvulos contienen la mayor cantidad de mitocondrias. Por tanto, se cree que la actividad mitocondrial es el factor que más contribuye a los cambios en la calidad de los ovocitos.
Se cree que la fertilidad general y el desarrollo y maduración de los ovocitos están influenciados por factores mitocondriales como la producción de trifosfato de adenosina (ATP), el número de copias del ácido desoxirribonucleico (ADN) y el potencial de membrana.
Las mitocondrias también experimentan cambios morfológicos dinámicos en tamaño, forma y distribución, con fisión y fusión continua de orgánulos, lo que requiere maquinaria proteica específica.
Los estudios en ratones han demostrado que los reguladores de la dinámica mitocondrial son esenciales para el control de calidad de los ovocitos.
Sobre el estudio
En el estudio actual, los investigadores utilizaron C. elegans Como sistema modelo para comprender el papel de la dinámica mitocondrial en el envejecimiento reproductivo.
Se realizaron experimentos de interferencia de ARN (ARNi) para identificar reguladores de la senescencia reproductiva en C. eleganscon una biblioteca de ARNi que consta de muchos clones de ARNi, incluidos los de la succinil-coenzima A (CoA) ligasa (SOCL-2) y succinil-CoA ligasa específica de GTP (chupar-1).
Varios estudios han identificado maquinaria proteica específica que incluye fisión mitocondrial guanosina trifosfato (GTPasa) y proteína 1 relacionada con dinamina (DRP1), fusión de membrana interna mitocondrial, atrofia óptica GTPasa 1 (OPA1), MitoFusiN 1 (MFN1) y MFN2 – fusión de membrana mitocondria externa . Las GTPasas son necesarias no sólo para la dinámica de fisión y fusión dentro de las mitocondrias, sino también para modular la distribución de las mitocondrias dentro del ovocito.
Los estudios en modelos de ratón han indicado que la eliminación de Drp1 o la sobreexpresión de Mfn1 y Mfn2 conduce a la acumulación de la red mitocondrial en la región perinuclear del ovocito.
Sin embargo, en C. eleganssobreexpresión selectiva de Darb-1, Similar a DRP1, en el intestino o completamente excretado del cuerpo. Sendero-1 Es similar a la nación más favorecida en C. elegans — Relacionado con cebollas peludas (com.fzo)-1 – conduce a un aumento de la esperanza de vida.
El estudio exploró el papel de la succinil-CoA sintetasa (SCS) a través de una serie de experimentos que involucran la construcción de plásmidos mediante amplificación por reacción en cadena de la polimerasa (PCR), medición de la descendencia, ensayos de edad reproductiva y ensayos de fertilidad tardía.
También realizaron imágenes confocales, determinaron la intensidad fluorescente de la localización de la proteína SUCG-1 en las mitocondrias y analizaron la red mitocondrial en el ovocito.
Se utilizaron métodos de PCR de gotas digitales y PCR cuantitativa para medir los niveles de ADN mitocondrial en la línea germinal. También se midieron en la línea germinal parámetros adicionales como la bomba faríngea, la longitud corporal y el ATP y GTP mitocondrial.
resultados
Los resultados indicaron que SCS, una enzima mitocondrial que desempeña un papel clave en el ciclo de los tricarboxilatos que produce ATP o GTP al convertir succinil-CoA en succinato, es un regulador clave del envejecimiento reproductivo.
La enzima SCS comprende una subunidad alfa y una beta, con la especificidad de ATP/GTP determinada mediante dos subunidades beta intercambiables que forman un complejo con la subunidad alfa.
La detección de ARNi identificó las dos subunidades SCS como reguladores clave de la senescencia reproductiva.
En la línea germinal, el SCS específico de GTP modificó la posición de las mitocondrias en el ovocito C. elegansregulando así el envejecimiento reproductivo.
Además, la selectividad de la fisión mitocondrial aumentó en… C. elegans La línea germinal previene la acumulación de mitocondrias en la región perinuclear del óvulo, que ocurre con el envejecimiento, mejorando así la longevidad reproductiva.
Además, el estudio encontró que los niveles de vitamina B12 en las bacterias afectaban la modulación de la senescencia reproductiva a través de factores implicados en la fisión y fusión mitocondrial y la SCS específica de GTP.
Conclusiones
En resumen, el estudio realizó experimentos de ARNi utilizando… C. elegans Informaron que la dinámica mitocondrial y el metabolismo de mGTP controlan la senescencia reproductiva en los ovocitos.
Además, los aportes bacterianos, como la vitamina B12, influyen en los niveles de mGTP y modulan los factores mitocondriales asociados con el envejecimiento reproductivo. Los resultados también destacaron el potencial de inducir la fisión mitocondrial para mejorar la salud reproductiva.
