Hjem
Det medisinske fakultet
Nyhet | Forskning

Oppdaget et viktig protein for cellenes energiomsetting

Forskere ved Institutt for biomedisin ved Universitetet i Bergen har gjort et stort bidrag til oppdagelsen av et protein som spiller en grunnleggende rolle i energistoffskiftet i menneskeceller.

Marc Niere og Mathias Ziegler
Marc Niere og Mathias Ziegler i laboratoriet
Foto/ill.:
Privat

Livet er en energikrevende prosess. Å opprettholde livsviktige kroppsfunksjoner, som for eksempel sammentrekning av muskler eller læring og hukommelsesdannelse i hjernen, forutsetter at celler og vev forsynes med energi som trekkes ut fra næringsstoffene som vi tar opp med maten.

Et lite molekyl som kalles for NAD spiller en sentral rolle i denne energiomformingen. NAD fungerer som et oppladbart batteri – det lades opp av matenergi og gir fra seg energi for å danne et annet energirikt molekyl, ATP. ATP blir ofte kalt den "universelle energivalutaen" som lages og brukes av alle celler for å gjennomføre og opprettholde energikrevende funksjoner.

Mesteparten av ATP lages i mitokondrier som er derfor kjent som cellenes kraftstasjoner. Mitokondrier er godt adskilt fra andre arealer i cellene ved ugjennomtrengelige membraner. Dette innebærer at bare de molekylene som er nødvendige for mitokondrienes funksjon får tilgang.

– Derfor finnes det spesifikke bærerproteiner som danner selektive kanaler i den indre mitokondriemembranen. Flere molekyler som fungerer som bærerproteiner har allerede blitt identifisert. NAD er ett av de mest grunnleggende molekylene i energistoffskiftet, men lenge har det vært var et mysterium hvordan dette molekylet kommer seg inn i mitokondriene, forklarer Mathias Ziegler, professor ved Institutt for biomedisin, UiB.

NAD fraktes inn i mitokondriene

Han leder en forskningsgruppe i Bergen som i lang tid har utforsket dette spørsmålet. Allerede i 2011 kunne de vise at NAD kan lages i mitokondriene ved hjelp av et enzym. Senere lærte de fra publiserte studier med mus som mangler enzymet at dette proteinet likevel ikke er livsviktig. Bergensforskerne har dessuten utviklet en teknologi som gjør det mulig å påvise konsentrasjonsendringer av NAD i mitokondrier.

– Ved hjelp av denne teknologien kunne vi vise at NAD mengden i mitokondrier som mangler dette enzymet ligger på samme nivå som i normale celler. Det måtte altså finnes et alternativ, forklarer Ziegler

De kom et skritt nærmere en løsning på en konferanse i Dublin i fjor.

– Kolleger ved Universitetet i Pennsylvania presenterte data som fremmet muligheten til tilstedeværelsen av et bærerprotein for NAD i mitokondriemembraner. Antall mulige kandidater for et slikt bærerprotein er allerede begrenset, forklarer Ziegler.

Ved hjelp av teknologien utviklet av Ziegler kunne forskerkollega Marc Niere ved Institutt for biomedisin imidlertid bekrefte at proteinet som kalles for SLC25A51 eller MCART1 kan frakte NAD inn i mitokondrier av levende celler.

– Oppdagelsen av dette bærerproteinet gir svar på et lenge etterforsket mysterium om en molekylær mekanisme som forsyner våre celler og vev med nødvendig energi, sier Ziegler.

En ressurs for forskning på Parkinsons og Alzheimers

– Nedsatt ATP produksjon i mitokondrier og dens påfølgende energimangel i hjernen regnes som en viktig faktor i nevrodegenerative lidelser som for eksempel Alzheimers eller Parkinsons sykdom. Dette knytter NAD og muligens det nå oppdaget bærerprotein for NAD direkte til denne type sykdommer, sier Ziegler.

Ifølge professoren er det på NeuroSysMed allerede startet kliniske studier hvor pasienter med Parkinsons sykdom får kosttilskudd med en forbedret versjon av vitamin B3.

– B3 er vitaminet som trengs til å lage NAD i cellene våre. Vår kompetanse innen NAD-feltet har vært en viktig ressurs til disse utprøvningene, sier Ziegler, og legger til:

– Vi er veldig begeistret over å ha anledning til å muligens forbedre tilstanden til pasientene ved behandling med NAD-basert terapi. Med den nye kunnskapen om hvordan NAD fraktes inn i mitokondrier, vil vi også kunne få ny innsikt i sykdomsmekanismer, sier Ziegler.

Artikkelen er publisert i Nature: https://www.nature.com/articles/s41586-020-2741-7 

Tilknyttet innhold