Bakterier fra varme kilder løser stofskiftets mysterium

Forbrænding er ofte en hurtig proces, som i tilfælde af brand. Hvordan kan celler kontrollere brændingsprocessen så godt? Spørgsmålet har længe undret forskere. Brug af bakterier fra varme kilder, forskere fra Stockholms universitet har nu svaret.

Når celler forbrænder fedt, sukker eller protein, der indeholder den samme mængde energi de forsvinder ikke i ild og røg, men brug energien til at aktivere muskler. Hvordan styrer kroppen forbrændingsprocessen så godt? Forskere ved Stockholms universitet har endelig været i stand til at overvåge processen og afdække mekanismen.

"Vi har vist, hvordan ilt forbrændes, efter at det er blevet transporteret med blod til vores celler. Vi har også vist, hvordan forbrænding af ilt giver energi, for eksempel, for muskelsammentrækning eller for at generere elektricitet i vores nerveceller, "siger Peter Brzezinski, professor ved Institut for Biokemi og Biofysik, Stockholms universitet.

Forbrændingen af ​​ilt i vores celler finder sted i den såkaldte respirationskæde, som omhyggeligt styrer processen. Elektroner, som kommer fra fordøjelsen, overføres til det ilt, vi indånder. Iltmolekylerne binder til et enzym i vores mitokondrier, mobilkraftværket. Imidlertid, det bundne ilt forbrændes ikke umiddelbart for at danne vand, som ved en ukontrolleret brand, men omdannes gradvist til vand i en omhyggeligt kontrolleret proces. Indtil nu, vi havde kun en meget grundlæggende viden om mekanismen i denne proces, da reaktionen er for hurtig til at blive undersøgt ved hjælp af tilgængelige teknikker. En mulighed ville være at følge reaktionerne ved lave temperaturer, ved -50 grader Celsius, hvor de ville være tilstrækkeligt langsomme. Imidlertid, dette er ikke praktisk muligt.

I dette projekt, forskerne Federica Poiana og Christoph von Ballmoos studerede iltforbrænding i en bakterie, der lever i varme kilder - de trives i næsten kogende vand. Da forskergruppen udførte deres studier ved 10 grader, bakterierne fandt det ekstremt koldt -sammenligneligt med menneskelige mitokondrier udsat for -40 grader. Reaktionerne var tilstrækkeligt langsomme til at tillade undersøgelser ved hjælp af tilgængelige instrumenter. Ved at kombinere deres eksperimentelle undersøgelser med teoretiske beregninger, forskerne kunne oversætte deres observationer til de tilsvarende processer i menneskelige celler.

"Udover bare at være nysgerrig og ville lære, hvordan processen fungerer, vores undersøgelser er også motiveret af at forsøge at forstå mitokondrielle sygdomme forårsaget af funktionsfejl i iltforbrænding, ”siger Peter Brzezinski.