Papel da mitofusina 1 do músculo esquelético na comunicação mitocôndria-retículo sarcoplasmático: impacto do treinamento físico

• Processo: 23/10317-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Iniciação Científica
• Vigência (Início): 31 de outubro de 2023
• Vigência (Término): 28 de fevereiro de 2024
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Metabolismo e Bioenergética
• Pesquisador responsável: Julio Cesar Batista Ferreira
• Beneficiário: Jones Raul Laureano Meneses
• Supervisor: Ling Qi
• Instituição Sede: Instituto de Ciências Biomédicas (ICB). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Local de pesquisa: University of Virginia (UVa), Estados Unidos
• Vinculado à bolsa: 21/05746-7 - Papel da mitofusina 1 nas adaptações induzidas pelo exercício físico no músculo esquelético, BP.IC
• Assunto(s): Dinâmica mitocondrial Mitocôndrias Mitofusina 1 Metabolismo Exercício
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Exercise | metabolism | mitochondria | Função/ dinâmica mitocôndrial

Resumo

As mitocôndrias são organelas que continuamente sofrem fusão e fissão. Esses processos opostos trabalham juntos para manter a forma, tamanho, número e função das mitocôndrias. As proteínas de fusão mitocondrial (mitofusinas 1 e 2) também desempenham papel fundamental na comunicação mitocôndria-endo/retículo sarcoplasmático (ER); portanto, afetando processos intracelulares críticos, como síntese/transferência de fosfolipídios e equilíbrio iônico. Nossas descobertas preliminares fornecem evidências de que camundongos sem músculo esquelético Mfn1 exibem propriedades de contratilidade do músculo esquelético reduzidas em regime de exercícios de corrida crônica em comparação com seus companheiros de ninhada não exercitados. Curiosamente, essas mudanças nas propriedades de contratilidade muscular em camundongos sem Mfn1 do músculo esquelético são independentes da função mitocondrial do músculo esquelético, uma vez que os camundongos deficientes em Mfn1 e do tipo selvagem melhoraram igualmente o consumo de oxigênio mitocondrial do músculo esquelético após o regime de exercícios. Esses achados sugerem claramente que outros processos dependentes de Mfn1 são críticos para manter as propriedades de contratilidade do músculo esquelético durante o exercício, que são dissociadas da bioenergética mitocondrial. Considerando o papel chave da comunicação mitocôndria-ER no manuseio de cálcio, decidimos caracterizar as mitocôndrias do músculo esquelético e morfologias do ER, bem como o tethering mitocôndria-ER em camundongos sem músculo esquelético mfn1 e seus companheiros de ninhada de tipo selvagem, ambos expostos a regime de exercícios sedentários ou de corrida . O grupo exercitado realizará um protocolo de 4 semanas de exercício de corrida, conforme descrito anteriormente pelo nosso laboratório. Para as análises morfológicas, utilizaremos microscopia eletrônica de transmissão 3D (TEM) e microscopia eletrônica de varredura por feixe de íons focado (FIB-SEM). Por fim, mediremos no músculo esquelético desses camundongos alguns marcadores de estresse do RE por Western blot (BiP, Ire1±, PERK, ATF6, ATF4, eIF2±, p-eIF2±, CHOP, XBP1S, NRF2) para verificar se a ruptura das mitocôndrias A comunicação do RE através do Mfn1 induz o estresse do RE no músculo esquelético. Observe que todas as amostras serão coletadas e preparadas no Brasil antes do estágio; garantindo assim a viabilidade da proposta atual. (AU)