Деление митохондрий - Mitochondrial fission

Митохондриальная сеть (зеленый) в двух клетках человека (Клетки HeLa )

Несмотря на то что митохондрии обычно изображаются как единичные структуры овальной формы, по крайней мере столетие известно, что они образуют высокодинамичную сеть внутри большинства ячеек, где они постоянно подвергаются делению и слияние.[1] Митохондрии можно разделить на прокариотическое двойное деление и поскольку они требуют митохондриальная ДНК по их функции деление согласовано с Репликация ДНК. Некоторые из белков, которые участвуют в делении митохондрий, были идентифицированы, а некоторые из них связаны с митохондриальные заболевания.[2] Деление митохондрий имеет важное значение для реакции на стресс и апоптоз.[3]

Механизм

В Drp1 белок является членом динамин семья большой GTPases. Drp1 контролирует заключительную часть деления митохондрий, отщипывая мембранный стержень между двумя формирующимися дочерними митохондриями. В MFN2 белок является частью комплекса, который связывает эндоплазматический ретикулум (ER) в митохондрии. Точки ассоциации ER-митохондрий были связаны с образованием комплексов Drp1 и делением митохондрий.[4]

Идентифицировано несколько Drp1-связывающих белков.[5] Белок под названием фактор деления митохондрий (Mff) связывает Drp1 и способствует делению митохондрий.[6] В FIS1 белок может рекрутировать Drp1 в места деления[7] но может потребоваться ассоциация с другим белком, MIEF1 (фактор элонгации митохондрий 1), кодируемым SMCR7L ген, способствующий делению митохондрий. Напротив, MIEF1, когда он связан с Drp1, может предотвращать деление митохондрий и тем самым сдвигать баланс в сторону слияния митохондрий.[8]

Недавние исследования показали, что полимеризация актина посредством локализованного в ER инвертированного формина 2 (INF2) необходима для эффективного деления митохондрий в клетках млекопитающих. INF2 функционировал выше Drp1. INF2-индуцированные актиновые филаменты могут управлять начальным сокращением митохондрий, что делает возможным вторичное сокращение, управляемое Drp1.[9]

Криоэлектронная томография смог визуализировать деление митохондрий в замороженных гидратированных клетках и привел к предположению, что митохондрии делятся почкованием.[10]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Льюис, Маргарет (1915). «Митохондрии (и другие цитоплазматические структуры) в тканевых культурах» (PDF). Американский журнал анатомии. 17 (3): 339–401. Дои:10.1002 / aja.1000170304.
  2. ^ Otera, H .; Михара, К. (2011). «Открытие мембранного рецептора деления митохондрий GTPase Drp1». Малые GTPases. 2 (3): 167–172. Дои:10.4161 / sgtp.2.3.16486. ЧВК  3136948. PMID  21776419.
  3. ^ Чан, округ Колумбия (2012). «Синтез и деление: взаимосвязанные процессы, критически важные для здоровья митохондрий». Анну. Преподобный Жене. 46: 265–287. Дои:10.1146 / annurev-genet-110410-132529.
  4. ^ Friedman, J. R .; Lackner, L. L .; West, M .; Dibenedetto, J. R .; Nunnari, J .; Воельц, Г. К. (2011). "Канальцы ER маркируют участки митохондриального отдела". Наука. 334 (6054): 358–62. Дои:10.1126 / science.1207385. ЧВК  3366560. PMID  21885730.
  5. ^ Диков, Д .; Райхерт, А. С. (2011). «Как разделиться: уроки митохондрий». Журнал EMBO. 30 (14): 2751–2753. Дои:10.1038 / emboj.2011.219. ЧВК  3160261. PMID  21772324.
  6. ^ Otera, H .; Wang, C .; Cleland, M. M .; Setoguchi, K .; Yokota, S .; Youle, R.J .; Михара, К. (2010). «Mff является важным фактором для рекрутирования митохондрий Drp1 во время деления митохондрий в клетках млекопитающих». Журнал клеточной биологии. 191 (6): 1141–1158. Дои:10.1083 / jcb.201007152. ЧВК  3002033. PMID  21149567.
  7. ^ Huang, P .; Galloway, C.A .; Юн, Ю. (2011). Джексон, Кэтрин Л. (ред.). «Контроль морфологии митохондрий посредством дифференциальных взаимодействий митохондриальных белков слияния и деления». PLoS ONE. 6 (5): e20655. Дои:10.1371 / journal.pone.0020655. ЧВК  3103587. PMID  21647385.
  8. ^ Zhao, J .; Лю, Т .; Jin, S .; Ван, X .; Qu, M .; Uhlén, P .; Томилин, Н .; Шупляков, О .; Lendahl, U .; Нистер, М. (2011). «Человеческий MIEF1 рекрутирует Drp1 на внешние мембраны митохондрий и способствует слиянию митохондрий, а не делению». Журнал EMBO. 30 (14): 2762–2778. Дои:10.1038 / emboj.2011.198. ЧВК  3160255. PMID  21701560.
  9. ^ Коробова, Ф .; Ramabhadran, V .; Хиггс, Х. Н. (24 января 2013 г.). «Актин-зависимый шаг в делении митохондрий, опосредованный ER-ассоциированным формином INF2». Наука. 339 (6118): 464–467. Дои:10.1126 / science.1228360. ЧВК  3843506. PMID  23349293.
  10. ^ Ху, Великобритания (28 мая 2014 г.). «Крио-электронная томография всей клетки предполагает, что митохондрии делятся почкованием». Микроскопия и микроанализ. 20: 1180–1187. Дои:10.1017 / S1431927614001317. PMID  24870811.