Ces dernières années, la graisse brune a suscité une attention croissante en tant que soi-disant bonne graisse qui peut protéger contre l'obésité et les risques pour la santé associés, comme les maladies cardiovasculaires et le diabète. La graisse brune est située dans de petites poches dans tout le corps et aide à maintenir la température corporelle dans les environnements froids. Il tire sa couleur de grandes quantités de mitochondries contenant du fer, contrairement à la graisse blanche standard liée à l'obésité.
Une équipe dirigée par Ling Qi, Ph.D., professeur de physiologie moléculaire et intégrative et de médecine interne à UM Medical School a étudié comment les mitochondries, la centrale électrique de la cellule et une autre structure cellulaire appelée le réticulum endoplasmique (ER), qui est impliqué dans la production de protéines et de lipides, interagissent à l'intérieur des cellules graisseuses brunes.
En particulier, ils ont étudié le rôle d'un complexe protéique impliqué dans un processus appelé dégradation des protéines associées aux ER, ou ERAD. En termes simples, ERAD est le processus d'élimination et de destruction des protéines mal repliées, comme retirer les déchets de la salle d'urgence.
Tout le monde pensait que l'ERAD n'était qu'une partie de la réponse cellulaire générale lorsque les cellules subissent un stress ER. Nous avons montré au cours des six dernières années qu'il joue un rôle fondamental dans la santé et la maladie. «
Ling Qi, Ph.D., professeur de physiologie moléculaire et intégrative et de médecine interne à la U-M Medical School
Dans une nouvelle étude, publiée en tant qu'article de recherche dans Science, Qi ainsi que les premiers auteurs Zhangsen Zhou, Ph.D., Mauricio Torres, Ph.D., et leurs collègues démontrent comment un complexe protéique ERAD affecte le bon fonctionnement des mitochondries.
En règle générale, l'ER et les mitochondries ont une interaction continue à des points de contact appelés membranes associées aux mitochondries. Ces points de contact, marquent des zones de division des mitochondries pour la production de nouvelles mitochondries et pour l'échange d'autres molécules comme les lipides et le calcium. L'ER forme des tubules qui entourent les mitochondries pour les préparer à la division.
En utilisant l'imagerie 3D de pointe, les chercheurs ont découvert ce qui arrive aux mitochondries dans la graisse brune qui manquent d'une partie d'un complexe de protéines ERAD, appelé Sel1L-Hrd1, lorsqu'elles sont exposées au froid.
« Lorsque vous supprimez ce complexe dans les adipocytes bruns, les mitochondries deviennent allongées et élargies », explique Qi. L'image 3-D leur a permis de visualiser une interaction auparavant non reconnue entre les mitochondries et l'ER, avec les mitochondries enveloppant en forme de U autour des tubules ER.
Lorsque les souris ont été placées dans un environnement froid, les extrémités de la membrane externe des mitochondries se sont repliées sur elles-mêmes, finissant par fusionner et envelopper complètement les tubules ER. Le résultat, dit Qi, sont des mitochondries anormalement grandes, difformes et dysfonctionnelles.
«Nous avons montré que ces mitochondries ne fonctionnent pas normalement et que les souris deviennent sensibles au froid, leur température corporelle chutant très rapidement», explique Qi. En d'autres termes, sans ce complexe protéique ERAD, la graisse brune n'est pas utilisée pour générer de la chaleur. Au microscope, cette graisse brune dysfonctionnelle avait de plus grosses gouttelettes de lipides que la graisse brune de souris avec le complexe protéique intact. « C'est très inattendu. Les résultats ici changent fondamentalement notre compréhension de la communication ER-mitochondriale et démontrent davantage l'importance d'un complexe de dégradation ER en biologie cellulaire. »
La source:
Michigan Medicine – Université du Michigan
Référence de la revue:
Zhou, Z., et al. (2020) La dégradation associée au réticulum endoplasmique régule la dynamique mitochondriale dans les adipocytes bruns. Science. doi.org/10.1126/science.aay2494.
