Los determinantes moleculares del transporte de mitocondrias
El transporte de mitocondrias dentro de la célula está determinado por la demanda espacio-temporal de ATP necesario para la función celular. Este proceso es llevado a cabo por proteínas motoras y adaptadores localizados en la membrana mitocondrial externa. En metazoos, las GTPasas Miro de la membrana mitocondrial externa forman complejos con las proteínas dineína y quinesina de los microtúbulos y sus adaptadores TRAK para determinar la distribución de las mitocondrias dentro de la célula. De forma parecida, en eucariotas inferiores, la proteína Miro es importante para la correcta heredabilidad y viabilidad mitocondrial. Aunque las interacciones bioquímicas de las proteínas Miro con otras moléculas de transporte y la maquinaria mitocondrial están bien caracterizadas, la información disponible sobre la distribución de estas proteínas y sus interacciones con otros complejos mitocondriales relevantes sigue siendo escasa. Para abordar esta brecha en el conocimiento, el proyecto financiado por la Unión Europea MITOTRAFFICBYMIRO (Differential role of atypical Rho GTPases Miro-1 and Miro-2 for controlling mitochondrial dynamics and transport) estudió la interacción de las proteínas Miro con otros orgánulos celulares clave y determinó los mecanismos moleculares relacionados con la regulación de la distribución de las mitocondrias dentro de la célula. Los investigadores identificaron nuevos ligandos de la proteína Miro, incluyendo componentes del sistema de organización de la membrana mitocondrial interna. También observaron que la proteína Miro endógena podría existir en forma de dímero. En este sentido, empleando la microscopía de reconstrucción óptica estocástica y la microscopía de iluminación estructurada, se detectó que los homodímeros heterodímeros de la proteína Miro formaban nanoclústeres en la membrana mitocondrial externa. El equipo de MITOTRAFFICBYMIRO descubrió asimismo que las proteínas Miro mediaban la interacción física entre la mitocondria y el retículo endoplasmático (RE). En concreto, los nanoclústeres de proteínas Miro se alineaban con los túbulos del RE y su eliminación provocaba la alteración del contacto y la transferencia de calcio entre la mitocondria y el RE. Es más, las proteínas Miro interaccionaban con la proteína DISC1 relacionada con la esquizofrenia y afectaban a la zona de contacto RE-mitocondria, lo que puso de manifiesto su papel en la comunicación entre los dos orgánulos. En conjunto, el trabajo de MITOTRAFFICBYMIRO desveló la organización a nanoescala de las proteínas Miro en la mitocondria y proporcionó información mecanicista sobre su papel en la función mitocondrial. Es más, sus hallazgos mejoran la comprensión actual de cómo el trasiego de mitocondrias dentro de la célula está implicado en la regulación de varias funciones celulares y cómo su alteración puede favorecer la aparición de enfermedades.
Palabras clave
Mitocondria, Miro, MITOTRAFFICBYMIRO, retículo endoplasmático, DISC1
