Las mitocondrias juegan un papel crucial en la fisiología celular, ya que en su interior tienen lugar rutas metabólicas, o parte de ellas, que son esenciales para la vida de la célula como la síntesis de aminoácidos, de colesterol, del grupo hemo o de los centros Fe/S. Las mitocondrias están implicadas, además, en otros procesos esenciales a nivel de célula, tejido y organismo como la homeostasis de calcio, la apoptosis o la termogénesis, y son consideradas un elemento central en la señalización celular. No obstante, la más conocida de todas las funciones de la mitocondria es la síntesis de energía celular en forma de ATP, llevada a cabo por el sistema de fosforilación oxidativa (OXPHOS).
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 necesarios para traducirlas. El resto de las subunidades de los complejos OXPHOS, así como sus factores de ensamblaje, la maquinaria encargada del mantenimiento y la expresión del genoma mitocondrial y el resto de las aproximadamente 1100 proteínas que componen el proteoma mitocondrial, se encuentran codificadas en el ADN nuclear y son importadas a la mitocondria. Las mitocondrias han alcanzado tan alto grado de especialización que su proteoma, e incluso su propia distribución dentro de la célula, puede variar considerablemente de unos tipos celulares a otros dentro del mismo individuo.
Debido al papel central de las mitocondrias en la fisiología celular, alteraciones funcionales de las mismas son la causa de una variada gama de patologías que, como consecuencia del origen dual de su proteoma pueden estar causadas por mutaciones en genes codificados tanto en el ADN nuclear como en el ADN mitocondrial. Las enfermedades mitocondriales 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. Consideradas individualmente, las enfermedades mitocondriales son enfermedades raras, sin embargo, en su conjunto constituyen el grupo más numeroso de errores congénitos del metabolismo
En nuestro grupo estamos interesados en el estudio de la biogénesis del sistema OXPHOS, tanto en situación fisiológica como patológica.
El I. P. Miguel A. Fernández Moreno está desarrollando las 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 de las mutaciones en el 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.
La I. P. Paula Clemente Pérez está desarrollando las líneas de trabajo:
i) Caracterizar los mecanismos y factores implicados en el procesamiento y maduración de los ARN mitocondriales en líneas celulares humanas y modelos de Drosophila melanogaster.
ii) Generación y caracterización de modelos de Drosophila melanogaster para el estudio de las patologías mitocondriales.