Las mitocondrias juegan un papel crucial en la fisiología celular. Son orgánulos con una estructura generalmente reticular que sufre procesos continuos de fisión y fusión. En su membrana interna se encuentra el sistema OXPHOS, responsable último de la producción de la mayor parte de la energía celular (en forma de ATP). Aunque ésta es considerada su función principal las mitocondrias también están implicadas en otros procesos esenciales a nivel de célula, tejido y organismo como la homeostasis de calcio, la apoptosis, el desarrollo, el envejecimiento, la termogénesis, etc., siendo actualmente consideradas un elemento central en la señalización celular.
Las mitocondrias poseen su propio genoma (ADNmt), una pequeña molécula circular que codifica 13 proteínas, todas ellas subunidades estructurales del sistema OXPHOS, así como 2 ARNr y 22 ARNt para traducirlas. El resto de las aproximadamente 1500 proteínas mitocondriales estan codificadas en el ADN nuclear y han de ser importadas al orgánulo.
La biogénesis mitocondrial es un proceso complejo que conduce a la formación tanto de la adecuada masa mitocondrial como de su grado de diferenciación para satisfacer las necesidades energéticas de cada tipo celular, lo que exige una precisa coordinación en la expresión de los dos genomas. Así, mutaciones en genes nucleares o mitocondriales que codifican proteínas relacionadas con el sistema OXPHOS provocan las denominadas enfermedades mitocondriales OXPHOS (MOD). Aunque individualmente son consideradas enfermedades raras, las MOD en conjunto constituyen el grupo más numeroso de errores congénitos del metabolismo. Las MOD son genética y clínicamente muy heterogéneas, pudiendo manifestarse con un único síntoma razonablemente moderado como sordera o intolerancia al ejercicio o en forma de síndromes devastadores incompatibles con la vida.
En nuestro grupo estamos interesados en el estudio de la biogénesis mitocondrial tanto en situación fisiológica como patológica. En concreto, estamos desarrollando varias líneas de trabajo:
i) Identificar nuevos genes implicados en la función de OXPHOS utilizando data mining genómico
ii) Caracterizar el mecanismo de acción molecular de un grupo reducido de proteínas implicadas de un modo singular en la síntesis de proteínas mitocondriales
iii) Profundizar en la relación del ADNmt y la tumorigénesis
iiii) Integrar elementos básicos y biomédicos de nuestro trabajo para dar los primeros pasos en el desarrollo del pez cebra como modelo animal prometedor para el estudio de las enfermedades mitocondriales.