Papel do MICU2 na regulação das funções mitocondriais e da fisiologia celular

• Processo: 22/12251-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 30 de janeiro de 2023
• Data de Término da vigência: 29 de janeiro de 2024
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Metabolismo e Bioenergética
• Pesquisador responsável: Alicia Juliana Kowaltowski
• Beneficiário: Julian David Cualcialpud Serna
• Supervisor: Anna Raffaello
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Università degli Studi di Padova, Itália
• Vinculado à bolsa: 19/05226-3 - Efeitos de restrição calórica em transporte de Ca2+ mitocondrial em músculo esquelético e cardíaco, BP.DD
• Assunto(s): Cálcio Mitocôndrias Degradação mitocondrial Sinalização do cálcio
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: cálcio | Complexo do MCU | MDVs | mitocôndria | Mitofagia | Sinalização | Biologia Mitocondrial e Sinalização por Cálcio

Resumo

A habilidade das mitocôndrias para transportar Ca2+ de forma altamente regulada faz delas partes essenciais na sinalização por Ca2+. As funções mitocondriais são finamente reguladas por mudanças na [Ca2+] tanto na matriz e/ou no espaço intermembranas. Alterações na composição do complexo do uniporter de Ca2+ mitocondrial (MCUc) tem surgido como um importante mecanismo para a regulação do transporte de Ca2+ mitocondrial tanto em contextos fisiológicos como patológicos. Entre os componentes do MCUc, pouco é conhecido sobre o papel e a regulação da proteína de captação de cálcio mitocondrial 2 (MICU2). Nosso grupo demonstrou que o conteúdo de MICU2 diminui (~25%) em mitocôndrias isoladas do fígado e os rins de roedores caloricamente restritos, o qual correlaciona com as maiores taxas as quais captam Ca2+. As mitocôndrias dos rins de ratos CR liberam maiores quantidades de oxidantes, o qual as deixa mais susceptíveis a experimentar transição da permeabilidade induzida por Ca2+. A pesar disso, não observamos mudanças nos marcadores de dano oxidativo. De fato, outras funções mitocondriais estavam preservadas e inclusive melhoradas. Como a CR é conhecida por proteger os rins contra dos danos mediados por isquemia/reperfusão, acreditamos que a sinalização retrograda desde as mitocôndrias, consequência da diminuição de MICU2 e o maior conteúdo de Ca2+ mitocondrial, pode preparar as células para melhorar seus sistemas antioxidantes. Adicionalmente, os sistemas de controle de qualidade mitocondrial, como a mitofagia e a formação de vesículas derivadas de mitocôndrias (MDVs), deveriam ser capazes de lidar com os componentes danificados. Neste projeto, temos como objetivo elucidar o papel de MICU2 no controle das funções mitocondriais e suas consequências para a fisiologia celular. Primeiramente, usando as linhagens celulares NRK e AML12, esclareceremos o papel de MICU2 no transporte de Ca2+ mitocondrial. Caracterizaremos o efeito do knock down (KD) de MICU2 no crescimento/sobrevivência, metabolismo celular, balanço redox, bioenergética mitocondrial, morfologia e controle de qualidade, com foco na mitofagia e na formação de MDVs. As bases mecanísticas do fenótipo do KD de MICU2 serão estudadas em detalhe. Logo, tentaremos identificar como MICU2 é regulado em condições basais e condições que mimetizam in-vitro a restrição calórica e o jejum. (AU)