Populaire Berichten

Editor'S Choice - 2019

Nieuw venster op de mitochondria-divisie

Anonim

Een nieuwe studie van de Universiteit van Colorado Boulder toont voor het eerst de laatste stadia van hoe mitochondria, de worstvormige, kracht genererende organellen die in bijna alle levende cellen worden aangetroffen, regelmatig delen en zich voortplanten.

advertentie


In 2011 ontdekten CU Boulder universitair hoofddocent Gia Voeltz en haar collega's verrassend dat endoplasmatisch reticulum (ER), een ander celorganel, vertakt door het cytoplasma als een spinnenweb, zich om andere organellen, inclusief mitochondria, wikkelt. Ze ontdekten dat zodra een ER-tentakel een enkel mitochondrion aanraakt en vernauwing initieert, een celproteïne, een dynaminegerelateerd eiwit of Drp1 genoemd, wordt gerekruteerd om de mitochondriën verder te vernauwen op de plaats van het ER-contact.

Hier is de nieuwe wending: het team van Voeltz heeft nu aangetoond dat zodra de squeeze op de mitochondriën door het eiwit Drp1 zit, een tweede eiwit - Dynamin-2 of Dyn2 - wordt gerekruteerd om de klus te klaren in een proces dat splijting wordt genoemd, de organel in tweeën splitsen. De dynamineproteïnen hebben de vorm van kleine veertjes en omringen de mitochondriën en persen, enigszins als een persoon die een langwerpige ballon in twee helften knijpt en draait.

Beide eiwitten zijn nodig voor mitochondriale splitsing omdat Drp1 alleen sterk genoeg is om de mitochondriën tot een bepaalde maat omlaag te persen, en Dyn2 kan alleen afmaken wat Drp1 begon nadat de vernauwingsband voldoende is gekrompen.

"Onze bevindingen veranderen wat iedereen heeft geloofd over de mitochondriale verdeling, " zei postdoctorale collega Jason Lee, eerste auteur van het onderzoek. "Nu weten we dat er ten minste drie verschillende vernauwingsstappen nodig zijn om uiteindelijk mitochondria te verdelen."

Een paper over het onderwerp werd online gepubliceerd in Nature op 31 oktober. Naast Voeltz en Lee, omvatten andere CU Boulder papieren bijdragen postdoctorale collega Laura Westrate, afstuderende student Haoxi Wu en onderzoeker Cynthia Page. Alle studie-auteurs bevinden zich in de Afdeling Moleculaire, Cellulaire en Ontwikkelingsbiologie.

Zwevend rond in bijna alle levende cellen, variëren mitochondriën in aantal van tientallen tot enkele duizenden. Spiercellen hebben bijvoorbeeld grote aantallen mitochondria vanwege hun hoge energiebehoeften. Nieuwe mitochondriën worden gemaakt wanneer cellen de behoefte aan meer energie signaleren. Mitochondria dragen ook een kleine hoeveelheid DNA-materiaal dat maternaal wordt doorgegeven.

Mitochondria zijn om verschillende redenen belangrijk. Ze genereren energie in cellen, ze kunnen een rol spelen bij een lang leven en ze zijn cruciaal voor het onderhoud van de bloedsuiker en vetverlies. Beschadigde mitochondriën kunnen problemen veroorzaken in cellen van de hersenen, lever, hart, skeletspieren en luchtwegen.

De nieuwe studie werd gefinancierd door subsidies van de National Institutes of Health.

De studieresultaten zijn belangrijk omdat een beter begrip van de mitochondriale verdeling een stap dichter bij het begrijpen van wat zou kunnen veranderen in cellen onder pathologische omstandigheden zoals kanker, zei Wu.

"Het vermogen van onze cellen om nutriënten efficiënt om te zetten in energie is geworteld in het vermogen van de cel om de vorm, het aantal en de positionering van mitochondriën te beheren via een balans tussen fusie en deling", aldus Lee. "Deze balans gaat mis bij kanker en neurodegeneratie."

advertentie



Verhaal Bron:

Materiaal geleverd door University of Colorado in Boulder . Opmerking: inhoud kan worden bewerkt voor stijl en lengte.


Journal Reference :

  1. Jason E. Lee, Laura M. Westrate, Haoxi Wu, Cynthia Page, Gia K. Voeltz. Meerdere familieleden van een dynamisamenwerking werken samen om de mitochondriale verdeling te bevorderen . Natuur, 2016; DOI: 10.1038 / nature20555