Il DNA mitocondriale

I mitocondri sono considerati le centrali energetiche delle cellule, perché producono la maggior parte dell’energia necessaria al funzionamento cellulare. Una delle proprietà interessanti di questi organelli specializzati è che possiedono il proprio DNA che codifica elementi chiave del sistema di fosforilazione ossidativa.

I difetti nel DNA mitocondriale sono a lungo stati associati a malattie nell’uomo come la neurodegenerazione. Similmente al DNA nucleare, il DNA mitocondriale interagisce con diverse proteine e si organizza in complessi di nucleoproteine, o nucleoidi. I componenti proteici dei nucleoidi servono a proteggere, isolare ed esprimere il DNA mitocondriale. Essi includono due elementi del citoscheletro di actina: la beta-actina, localizzata nella matrice mitocondriale, e la catena pesante della miosina non muscolare IIA (NM-IIA).

Ma la nostra comprensione della funzione di queste proteine trans-acting del DNA è incompleta. È quindi necessaria una caratterizzazione più dettagliata per capirne il coinvolgimento nel metabolismo del DNA mitocondriale e nella malattia.

L’obiettivo del progetto MITOSKELETON (“Elucidating the roles of proteins of mitochondrial DNA maintenance”), finanziato dall’UE, era esaminare il ruolo delle proteine interagenti nel DNA mitocondriale nel movimento e nella trasmissione di quello stesso DNA. Gli esperimenti eseguiti erano inoltre progettati per identificare potenziali partner proteici.

I risultati di MITOSKELETON hanno mostrato che le proteine NM-IIA e NM-IIB della catena pesante della miosina non muscolare hanno un ruolo regolatorio nella sintesi delle proteine mitocondriali. Inoltre il bersagliamento della beta-actina causa l’ingrossamento dei nucleoidi, a sostegno del loro coinvolgimento nel metabolismo del DNA mitocondriale.

Nel loro insieme queste scoperte forniscono informazioni fondamentali sull’interazione delle proteine con il DNA mitocondriale. Considerando che la ricerca sul DNA mitocondriale è ancora nella sua fase iniziale, questo studio dovrebbe aprire la strada verso la comprensione dell’associazione tra DNA mitocondriale e malattia.