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MOTS-C: Panoramica di Ricerca del Peptide di Origine Mitocondriale

Una panoramica di ricerca del peptide codificato mitocondrialmente MOTS-c, del suo meccanismo proposto legato all'AMPK, e degli ambiti di ricerca metabolici, sull'esercizio, osseo e sull'invecchiamento in cui è stato studiato.

MOTS-C
Tutti i contenuti di questa pagina sono esclusivamente per riferimento di laboratorio e accademico. Questo composto è fornito nell'ambito di un quadro di Uso Esclusivo di Ricerca per indagini in vitro e precliniche da parte di personale qualificato. Nulla in questa pagina costituisce una guida clinica e non deve essere interpretato come istruzioni per l'uso su esseri umani o animali.

Punti Chiave

  • Il MOTS-c è un peptide di 16 amminoacidi codificato all'interno di un breve open reading frame nel gene 12S rRNA mitocondriale, il che lo distingue dalle proteine codificate dal DNA nucleare.[1]
  • Il suo meccanismo proposto passa attraverso l'inibizione del ciclo dei folati e della biosintesi de novo delle purine in modelli di ricerca sul muscolo scheletrico, portando ad accumulo di AICAR e attivazione di AMPK.[2]
  • Nei modelli murini, la somministrazione di MOTS-c è stata associata a ridotta obesità indotta dalla dieta e migliori misure di sensibilità all'insulina rispetto ai controlli.[1]
  • Sotto stress metabolico, è stato riportato che il MOTS-c trasloca al nucleo e regola l'espressione genica degli elementi di risposta antiossidante tramite interazione con NRF2.[3]
  • I livelli di MOTS-c nel muscolo scheletrico e circolanti aumentano sostanzialmente dopo esercizio acuto in coorti di studio umane.[4]
  • I modelli di ricerca descrivono anche il coinvolgimento del MOTS-c nella regolazione di osteoblasti/osteoclasti e in modelli di cellule staminali mesenchimali invecchiate, estendendo i suoi ambiti di ricerca studiati oltre il metabolismo.[5][6]

Cos'è

Il MOTS-c (acronimo di "Mitochondrial Open Reading Frame of the 12S rRNA type-c") è un peptide di 16 amminoacidi identificato per la prima volta da Lee e colleghi nel 2015. Ciò che lo distingue strutturalmente dalla maggior parte dei peptidi studiati in questo catalogo è la sua origine: il MOTS-c non è codificato nel DNA nucleare, ma all'interno di un breve open reading frame annidato nel gene dell'RNA ribosomiale 12S mitocondriale.[1] Questo lo colloca in una piccola classe di molecole che i ricercatori chiamano "peptidi derivati dai mitocondri" (MDP) — regioni del genoma mitocondriale storicamente ritenute non codificanti, ma che producono peptidi bioattivi studiati in contesti di ricerca specifici.

Meccanismo e Via

Il meccanismo proposto nella ricerca sul MOTS-c si concentra sull'AMPK (proteina chinasi attivata da AMP), un sensore energetico cellulare che diventa attivo quando le riserve energetiche di una cellula si esauriscono. In modelli di ricerca sul muscolo scheletrico, è stato riportato che il MOTS-c inibisce il ciclo dei folati e la sua via di biosintesi de novo delle purine collegata. Questa inibizione causa l'accumulo di una molecola intermedia chiamata AICAR, e l'AICAR è un noto attivatore dell'AMPK.[2] Una volta attivata l'AMPK, seguono effetti a valle sulla captazione del glucosio e sul metabolismo dei grassi nei modelli di ricerca studiati.

Una linea di ricerca separata ha riportato che sotto stress da restrizione di glucosio, il MOTS-c trasloca anche dal citoplasma al nucleo cellulare, dove è stato scoperto che regola un insieme di geni contenenti elementi di risposta antiossidante (ARE) — in parte tramite interazione con il fattore di trascrizione sensibile allo stress NRF2.[3] Questo ruolo nucleare è descritto in letteratura come distinto da, e complementare a, la via sopra descritta legata all'AMPK.

Ambiti di Ricerca

  • Ricerca metabolica e sulla sensibilità all'insulina — in modelli murini di obesità indotta dalla dieta e dall'età, la somministrazione di MOTS-c è stata associata a ridotto aumento di peso e migliori misure di sensibilità all'insulina rispetto ai controlli.[1]
  • Ricerca di fisiologia dell'esercizio — biopsie del muscolo scheletrico umano hanno mostrato che i livelli della proteina MOTS-c aumentavano sostanzialmente dopo episodi di esercizio acuto, con livelli elevati che persistevano dopo un periodo di riposo di più ore in alcune coorti.[4]
  • Ricerca sul metabolismo osseo — modelli cellulari e animali descrivono il MOTS-c che promuove la differenziazione e mineralizzazione degli osteoblasti sopprimendo al contempo l'attività degli osteoclasti, implicandolo nella ricerca sul rimodellamento osseo.[5]
  • Ricerca sull'invecchiamento cellulare e la senescenza — in modelli di cellule staminali mesenchimali derivate da placenta umana invecchiata, è stato riportato che il trattamento con MOTS-c promuove marcatori di omeostasi cellulare, un'angolazione di ricerca rilevante per i modelli di invecchiamento in vitro.[6]
  • Ricerca sulla regolazione genica nucleare — in condizioni di stress da restrizione di glucosio, è stato osservato che il MOTS-c trasloca al nucleo e modula l'espressione genica degli elementi di risposta antiossidante tramite interazione con NRF2.[3]

Note Comparative

Dal punto di vista meccanicistico, il MOTS-c è distinto dai peptidi agonisti recettoriali presenti altrove in questo catalogo. Composti come R3 agiscono sui recettori di superficie cellulare GLP-1, GIP e glucagone per influenzare la segnalazione metabolica dall'esterno della cellula. Il MOTS-c invece ha origine all'interno dei mitocondri ed è studiato sia per una via citoplasmatica legata all'AMPK sia per un ruolo separato di regolazione genica nucleare — collocandolo, meccanicisticamente, più vicino a un segnale cellulare di rilevamento energetico che a un analogo ormonale legante il recettore.

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Certificato di Analisi: Cosa Cercare

Un Certificato di Analisi per un flaconcino di ricerca MOTS-c dovrebbe riportare, come minimo: sequenza aminoacidica confermata (tipicamente mediante spettrometria di massa) e contenuto netto di peptide. Poiché il MOTS-c è un peptide relativamente corto di 16 residui, la conferma tramite spettrometria di massa del peso molecolare esatto è un utile controllo incrociato rispetto alla sequenza attesa. I flaconcini devono essere conservati liofilizzati a -20°C, protetti dalla luce, in linea con le indicazioni di gestione per gli altri peptidi liofilizzati di questo catalogo.

Riferimenti

  1. Lee C, Zeng J, Drew BG, Sallam T, Martin-Montalvo A, Wan J, Kim SJ, Mehta H, Hevener AL, de Cabo R, Cohen P (2015). The mitochondrial-derived peptide MOTS-c promotes metabolic homeostasis and reduces obesity and insulin resistance. Cell Metabolism. PMID: 25738459
  2. Lee C, Kim KH, Cohen P (2016). MOTS-c: A novel mitochondrial-derived peptide regulating muscle and fat metabolism. Free Radical Biology and Medicine. PMID: 27216708
  3. Kim KH, Son JM, Benayoun BA, Lee C (2018). The Mitochondrial-Encoded Peptide MOTS-c Translocates to the Nucleus to Regulate Nuclear Gene Expression in Response to Metabolic Stress. Cell Metabolism. PMID: 29983246
  4. Yoon TK, Lee CH, Kwon O, Kim MS (2022). Exercise, Mitohormesis, and Mitochondrial ORF of the 12S rRNA Type-C (MOTS-c). Diabetes & Metabolism Journal. PMID: 35656563
  5. Yi X, Hu G, Yang Y, Li J, Jin J, Chang B (2023). Role of MOTS-c in the regulation of bone metabolism. Frontiers in Physiology. PMID: 37200834
  6. Yu WD, Kim YJ, Cho MJ, Seok J, Kim GJ, Lee CH, Ko JJ, Kim YS, Lee JH (2021). The mitochondrial-derived peptide MOTS-c promotes homeostasis in aged human placenta-derived mesenchymal stem cells in vitro. Mitochondrion. PMID: 33639272

Domande Frequenti

Il MOTS-c è codificato all'interno di un breve open reading frame situato nel gene 12S rRNA mitocondriale, anziché nel DNA nucleare, il che lo colloca tra una classe di molecole note come peptidi derivati dai mitocondri.[1]

La maggior parte della ricerca meccanicistica pubblicata si concentra sull'attivazione dell'AMPK tramite inibizione del ciclo dei folati e accumulo di AICAR in modelli di muscolo scheletrico, insieme a un ruolo separato di regolazione genica nucleare riportato in condizioni di stress metabolico.[2][3]

Sì. Molteplici studi sull'uomo hanno misurato i livelli di MOTS-c nel muscolo scheletrico e in circolazione prima e dopo l'esercizio, riportando aumenti sostanziali dopo episodi di esercizio acuto.[4]

No — i modelli di ricerca pubblicati esaminano anche il MOTS-c in contesti di metabolismo osseo e invecchiamento cellulare, oltre alla letteratura metabolica e di fisiologia dell'esercizio a cui è più associato.[5][6]

Un COA per un flaconcino di ricerca MOTS-c dovrebbe riportare sequenza aminoacidica confermata e contenuto netto di peptide, con conferma tramite spettrometria di massa del peso molecolare raccomandata data la breve lunghezza di 16 residui del peptide.

No. Il MOTS-c è fornito esclusivamente nell'ambito di un quadro Solo per Uso di Ricerca per l'investigazione di laboratorio e preclinica, e nessuno degli studi qui citati coinvolge indicazioni di somministrazione clinica.

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