BIOGENÈSE MITOCHONDRIALE : Pourquoi les mitochondries vieillissent aussi

De nombreuses maladies liées à l'âge partagent une caractéristique commune : les mitochondries des cellules commencent à mal fonctionner. Cette équipe de scientifiques du Buck Institute for Research on Aging (Californie) identifie de nouveaux indices sur le vieillissement des mitochondries et apporte ainsi, dans la revue eLife une compréhension et une nouvelle clé du processus de vieillissement.

Jusqu'ici,  la cause de ce vieillissement des mitochondries n'était pas connue. Les chercheurs californiens ont découvert un nouveau mécanisme expliquant comment les mitochondries commencent à « mal tourner ». L’auteur principal, le chercheur Chuankai (Kai) Zhou commente ces travaux : « maintenant que nous avons développé cette nouvelle hypothèse sur la raison de ce dysfonctionnement mitochondrial lié à l'âge, nous ouvrons un nouveau paradigme pour tenter d’évaluer, d'atténuer et d'inverser ce processus ».

Les mitochondries, un élément clé du processus de vieillissement

Les mitochondries sont définies comme les « centrales électriques » de la cellule, car leur fonction est d’apporter l'énergie dont chaque cellule a besoin pour fonctionner. Les mitochondries sont impliquées dans de nombreux processus critiques, notamment la réponse immunitaire, l'inflammation et le métabolisme. Le dysfonctionnement des mitochondries est également impliqué dans la plupart des maladies chroniques, dont les troubles neurodégénératifs, les maladies cardiovasculaires, le cancer, le diabète et l'obésité. Un nombre croissant de preuves indique que ce dysfonctionnement contribue au vieillissement en général.

Biogenèse mitochondriale et dysfonctionnement des mitochondries au cours du vieillissement : la biogenèse mitochondriale est le processus cellulaire qui produit de nouvelles mitochondries. Ce processus détermine à la fois la qualité et la quantité de mitochondries dans les cellules, 2 facteurs qui déclinent au cours du vieillissement normal. Ces dernières années, les scientifiques ont percé à jour 2 grandes étapes de la biogenèse mitochondriale :

1. l'activation transcriptionnelle de la protéine mitochondriale dans le noyau cellulaire, en réponse à des signaux nutritifs/métaboliques ;
2. l'importation de ces protéines mitochondriales tout juste synthétisées du cytosol vers les mitochondries.

Cependant, jusqu’à ces travaux, on ignorait comment les différentes étapes de la biogenèse mitochondriale se coordonnent pour accomplir la synthèse et l'importation des protéines mitochondriales. L'équipe montre ici qu'une molécule réceptrice conservée à la surface des mitochondries appelée Tom70 pourrait être responsable le coordinateur de ces deux étapes en régulant l'activité transcriptionnelle des protéines mitochondriales à l'intérieur du noyau.

Une protéine chef d’orchestre de la biogenèse des mitochondries : Tom70 est déjà connue pour faciliter l'importation de protéines mitochondriales nouvellement synthétisées. Cependant, la quantité de protéines créée doit être affinée pour répondre aux besoins et à la capacité d'importation des mitochondries, mais sans excès car un tel excès qui s'accumulerait dans la cellule pourrait la tuer. L’équipe démontre, ici sur la levure, que Tom70 régule la biogenèse mitochondriale en coordonnant cet équilibre complexe entre la production de protéines destinées aux mitochondries et la vitesse à laquelle ces protéines peuvent être importées dans les mitochondries. Cette même fonction régulatrice de Tom70 est ensuite observée chez les mouches des fruits.

Mais Tom70 décline au cours du vieillissement : ce déclin de Tom70 réduit la biogenèse mitochondriale. Encore une fois, ce phénomène est observé sur la levure et la mouche des fruits, mais également chez la souris. En revanche,

• l'augmentation du niveau de Tom70 retarde le dysfonctionnement mitochondrial
• et augmente la durée de vie- ici, sur la levure;
• l'augmentation de Tom70 peut donc protéger les cellules humaines contre certaines maladies chroniques, telles que les maladies cardiovasculaires.

Cette nouvelle compréhension suggère de nouvelles pistes de recherche sur le vieillissement. Ainsi, la voie Tom70, liée à l’augmentation de la durée de vie, notamment observée avec la restriction calorique, pourrait conduire naturellement à des suppléments ou des médicaments « anti-âge ».

Source: eLife 19 May, 2022 DOI: /10.7554/eLife.75658 Tom70-based transcriptional regulation of mitochondrial biogenesis and aging

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Équipe de rédaction SantélogJuin 26, 2022Rédaction Santé log

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