I determinanti molecolari del trasporto mitocondriale
Il traffico mitocondriale all’interno della cellula è regolato dalla riserva spaziotemporale di ATP per alimentare il funzionamento della cellula. Ciò avviene mediante proteine motrici e adattatori presenti nella membrana mitocondriale esterna. Nei metazoi, la GTPasi Miro della membrana mitocondriale esterna forma complessi con proteine dineina e chinesina dei microtubuli e i loro adattatori TRAK, per regolare la distribuzione mitocondriale. Analogamente, negli eucarioti inferiori, Miro è importante per una corretta eredità e vitalità mitocondriale. Anche se sono ben caratterizzate le interazioni biochimiche di proteine Miro con altre molecole di traffico e il meccanismo mitocondriale, si sa poco sulla distribuzione di proteine Miro e sulle loro interazioni con altri complessi mitocondriali chiave. Per ottenere una risposta, il progetto MITOTRAFFICBYMIRO (Differential role of atypical Rho GTPases Miro-1 and Miro-2 for controlling mitochondrial dynamics and transport), finanziato dall’UE, ha indagato sull’interazione delle proteine Miro con altri organelli chiave e ha descritto i meccanismi molecolari implicati nella regolazione della distribuzione mitocondriale. I ricercatori hanno identificato nuovi partner interagenti con Miro, tra cui componenti del sistema di organizzazione della membrana mitocondriale interna. Hanno anche scoperto che la proteina Miro endogena può esistere in forma di dimeri. Avvalendosi di microscopia a ricostruzione ottica stocastica e microscopia a illuminazione strutturata, hanno osservato che omodimeri ed eterodimeri Miro formano nanocluster sulla membrana mitocondriale esterna. L’interazione fisica tra mitocondri e reticolo endoplasmatico (ER) risulta mediata da proteine Miro. In particolare i nanocluster Miro si allineano a tubuli ER e la loro perdita dissesta il contatto e il trasferimento di calcio tra i due organelli. Inoltre, le proteine Miro interagiscono con la proteina DISC1 associata alla schizofrenia e incidono sull’area di contatto tra ER e mitocondri, per cui emerge evidente il loro ruolo nella comunicazione tra i due organelli. Nel suo complesso, lo studio MITOTRAFFICBYMIRO ha rivelato l’organizzazione a livello di nanoscala delle proteine Miro nei mitocondri e ha fornito nozioni meccaniche approfondite sul loro ruolo nella funzione mitocondriale. Risulta particolarmente importante come le conclusioni rendano più ampia la nostra attuale comprensione su come il traffico mitocondriale controlla funzioni cellulari diversificate e come il suo dissesto può determinare malattie.
