Peptydy – wysyłka z Europy

Zastrzeżenie dotyczące badań: Niniejszy artykuł ma na celu dostarczenie informacji edukacyjnych na temat właściwości chemicznych i biochemicznych związków badawczych. Wszystkie informacje są podane wyłącznie w kontekście naukowym. Treść ta nie stanowi porady medycznej ani nie promuje stosowania jakichkolwiek związków do zastosowań u ludzi lub zwierząt. Wszystkie wymienione związki są przeznaczone wyłącznie do badań laboratoryjnych.

MOTS-C (Mitochondrial Open Reading Frame of the 12S rRNA Type-c) to peptyd składający się z 16 aminokwasów, kodowany nie przez genom jądrowy, lecz przez genom mitochondrialny — konkretnie w obrębie genu 12S rRNA. Jego odkrycie w 2015 roku stanowiło istotny postęp w biologii komórkowej, wykazując, że genom mitochondrialny koduje bioaktywne peptydy o funkcjach sygnalizacyjnych, podważając długo utrzymujący się pogląd, że zdolność kodowania białek przez mitochondria ogranicza się do składników aparatu fosforylacji oksydacyjnej. MOTS-C jest obecnie uważany za członka rosnącej rodziny peptydów pochodzenia mitochondrialnego (MDP) pełniących role w metabolizmie komórkowym i odpowiedzi na stres.

Odkrycie i znaczenie

MOTS-C został zidentyfikowany w 2015 roku przez zespół badawczy kierowany przez profesora Pinchasa Cohena z Leonard Davis School of Gerontology na University of Southern California. Odkrycie zostało dokonane poprzez analizę bioinformatyczną otwartych ramek odczytu w genomie mitochondrialnym, połączoną z badaniami proteomicznymi identyfikującymi odpowiadający peptyd w osoczu ludzkim i ekstraktach komórkowych.

Odkrycie, że genom mitochondrialny koduje peptyd sygnalizacyjny, który przemieszcza się do jądra i moduluje ekspresję genów jądrowych, otworzyło nową perspektywę na mitochondria jako organelle sygnalizacyjne międzykomórkowe i wewnątrzkomórkowe, wykraczającą poza ich ustalone role w produkcji energii. MOTS-C różni się od innych peptydów pochodzenia mitochondrialnego (takich jak Humanin, który jest kodowany w genie 16S rRNA) swoim pochodzeniem z 12S rRNA oraz specyficznym profilem aktywności biologicznej.

Struktura molekularna i profil chemiczny

Badania nad szlakiem AMPK

Najobszerniej scharakteryzowany mechanizm molekularny leżący u podstaw biologicznych efektów MOTS-C w systemach badawczych obejmuje aktywację kinazy aktywowanej przez AMP (AMPK). AMPK jest centralnym komórkowym czujnikiem energii, aktywowanym, gdy stosunek AMP do ATP wzrasta — wskazując na niski stan energetyczny komórki. Po aktywacji AMPK promuje procesy kataboliczne w celu przywrócenia poziomu energii i hamuje procesy anaboliczne zużywające energię.

Badania wykazały, że MOTS-C aktywuje AMPK poprzez mechanizm obejmujący jego translokację do jądra, gdzie moduluje ekspresję genów metabolicznych. Konkretnie, badania wykazały interferencję MOTS-C z cyklem metionina-folian w kontekście stresu mitochondrialnego, prowadzącą do akumulacji ZMP (monofosforan AICAR), endogennego aktywatora AMPK. Stanowi to proponowany mechanizm, poprzez który MOTS-C łączy sygnały stresu mitochondrialnego z jądrowymi odpowiedziami transkrypcyjnymi za pośrednictwem AMPK.

Badania nad wrażliwością na insulinę

Badania w zwierzęcych systemach modelowych analizowały wpływ MOTS-C na wrażliwość na insulinę i metabolizm glukozy. Badania na modelach gryzoni karmionych dietą wysokotłuszczową wykazały, że leczenie MOTS-C było związane z poprawą wskaźników wrażliwości na insulinę, w tym zwiększonym wychwytem glukozy w preparatach mięśni szkieletowych i zmniejszoną produkcją glukozy wątrobowej.

Proponowany mechanizm obejmuje mediowane przez AMPK efekty MOTS-C na translokację GLUT4 w komórkach mięśniowych oraz jego wpływ na metabolizm lipidów wątrobowych — oba będące konsekwencjami aktywacji AMPK. Badania in vitro z wykorzystaniem pierwotnych kultur miocytów i hepatocytów wykazały spójne wyniki, przy czym leczenie MOTS-C było związane ze zwiększonym wychwytem glukozy i zmniejszoną akumulacją lipidów w komórkach traktowanych w porównaniu z nietraktowanymi.

Badania z zakresu biologii wysiłku fizycznego

Obszarem rosnącego zainteresowania naukowego jest potencjalna rola MOTS-C jako mitokiny — cząsteczki sygnalizacyjnej pochodzenia mitochondrialnego uwalnianej w odpowiedzi na wysiłek fizyczny lub stres metaboliczny. Badania wykazały, że poziomy MOTS-C w osoczu zmieniają się w odpowiedzi na wysiłek fizyczny w modelach gryzoni, co prowadzi do hipotezy, że MOTS-C może funkcjonować jako część kaskady sygnalizacji molekularnej, poprzez którą wysiłek fizyczny wywiera efekty metaboliczne.

Badania analizujące efekty egzogennego MOTS-C w systemach eksperymentalnych wykazały wyniki zgodne z potencjalną rolą mimetyczną wysiłku fizycznego, w tym zwiększony wychwyt glukozy przez mięśnie i markery biogenezy mitochondrialnej w systemach hodowli komórkowych. Wyniki te pozycjonują MOTS-C jako cenne narzędzie badawcze do studiowania molekularnych podstaw adaptacji metabolicznych wywołanych wysiłkiem fizycznym.

Badania nad starzeniem

Biorąc pod uwagę jego pochodzenie mitochondrialne i wpływ na AMPK — szlak zaangażowany w liczne mechanizmy związane z długowiecznością — MOTS-C wzbudził zainteresowanie w badaniach gerontologicznych. W badaniach na zwierzętach odnotowano, że poziomy MOTS-C maleją wraz z wiekiem w kilku typach tkanek, a egzogenne leczenie MOTS-C w modelach starszych gryzoni było związane z poprawą parametrów wydolności fizycznej i wskaźników metabolicznych w porównaniu z nietraktowanymi starszymi kontrolami.

Potencjalny związek między mitochondrialną sygnalizacją MOTS-C a procesami starzenia komórkowego stanowi pionierski obszar badań, w którym naukowcy badają jego interakcje z innymi szlakami związanymi ze starzeniem, w tym sirtuinami, mTOR oraz stosunkiem NAD+/NADH.

Obsługa laboratoryjna

Uwaga: MOTS-C jest dostępny w Aminopept wyłącznie do badań laboratoryjnych. Wszystkie informacje są przedstawione wyłącznie w celach naukowych i edukacyjnych. Ten związek nie jest zatwierdzony do stosowania u ludzi ani zwierząt.——————————————————————————————————-

MOTS-C jest dostępny w postaci liofilizowanej klasy badawczej w katalogu badawczym Aminopept. Dostarczany wyłącznie do badań laboratoryjnych i in vitro.

→ Zobacz MOTS-C w katalogu badawczym