Ett team från Kölns universitet rapporterar i Nature Cell Biology att den essentiella aminosyran leucin förbättrar cellens energiproduktion genom att bevara nyckelpproteiner i den yttre mitokondriemembranet via kvalitetskontrollfaktorn SEL1L, vilket kopplar kosten till organelfunktion och antyder implikationer för metaboliska sjukdomar och cancer.
Mitokondrier måste kontinuerligt anpassa sig till skiftande energibehov, en process som påverkas av näringsämnen. Ett team ledd av professor Dr. Thorsten Hoppe vid Kölns universitets institut för genetik och CECAD-klustret för excellens inom åldringsforskning har identifierat en näringsresponsiv väg som hjälper mitokondrier att möta dessa behov. Enligt studien stabiliserar leucin proteiner på den yttre mitokondriemembranet som är kritiska för respirationen, vilket förbättrar cellens energiproduktion. (ScienceDaily; Kölns universitets presskontor.) (sciencedaily.com)
Artikeln, “Leucine inhibits degradation of outer mitochondrial membrane proteins to adapt mitochondrial respiration”, rapporterar att leucin minskar aktiviteten hos SEL1L, en komponent i cellens protein-kvalitetskontrollsystem, vilket begränsar nedbrytningen av dessa yttre membranproteiner och stödjer mitokondriell prestanda. Nature Cell Biology beskriver ytterligare en leucin–GCN2–SEL1L-axel som kopplar aminosyresensning till mitokondriell proteostas. (Nature Cell Biology.) (nature.com)
“Vi var begeistrade över att upptäcka att en cells näringsstatus, särskilt dess leucinnivåer, direkt påverkar energiproduktionen”, sa Dr. Qiaochu Li, studiens försteförfattare. “Denna mekanism gör det möjligt för celler att snabbt anpassa sig till ökade energibehov under perioder av näringsrikedom.” Li tillade en varnande not: “Att modulera leucin- och SEL1L-nivåer skulle kunna vara en strategi för att öka energiproduktionen. Det är dock viktigt att gå fram med försiktighet. SEL1L spelar också en avgörande roll i att förhindra ackumulering av skadade proteiner, vilket är essentiellt för cellens långsiktiga hälsa.” (ScienceDaily; Kölns universitet.) (sciencedaily.com)
Författarna testade mekanismen i flera system. Hos Caenorhabditis elegans försämrade defekter i leucinkatabolism mitokondriell funktion och kopplades till fertilitetsproblem. I humana lungcancer-celler minskade förhöjda intracellulära grenade aminosyror ubiquitinerings av yttre membranproteiner och ökade resistensen mot hämning av mitokondriell proteinimport, ett fynd som författarna säger skulle kunna informera framtida cancerforskning. (Nature Cell Biology; Kölns universitet.) (nature.com)
Leucin är en essentiell aminosyra som erhålls från proteinrika livsmedel som mejeriprodukter, kött och baljväxter. Medan arbetet pekar på potentiella terapeutiska mål noterar forskarna att SEL1L också är vitalt för att förhindra uppbyggnad av skadade proteiner, vilket understryker behovet av försiktighet i alla interventioner. (ScienceDaily; Kölns universitet.) (sciencedaily.com)
Finansiering kom genom Tysklands excellensstrategi inom CECAD, samarbetsforskningscentra hos den tyska forskningsstiftelsen (DFG), Europeiska forskningsrådet (ERC Advanced Grant “CellularPQCD”) och Alexander von Humboldt-stiftelsen. Studien publicerades online den 31 oktober 2025 i Nature Cell Biology (DOI: 10.1038/s41556-025-01799-3). (ScienceDaily; Kölns universitet; Nature Cell Biology.) (sciencedaily.com)
