Dynamiczne mitochondria Alicja Trębińska

Tak na ogół przedstawia się mitochondria…

…a mogą one wyglądać też tak… b Fig1 w komórkach eksprymowane GFP, które jest kierowane do mito; złożone skrawki z mikroskopu konfokalnego Fig2 fibroblasty african green monkey, immunofluorescencyjnie wyznakowany cytochrom c Rozgałęziona sieć mitochondrialna w komórce S.cerevisiae „Onion stage” – spermatydy D. melanogaster Westermann B. EMBO Rep. 2002 Hales KG et al. Cell 1997

… i tak a a - ludzkie płodowe fibroblasty b - komórki śródbłonka wołu c - mioblasty szczura b c http://www.microscopyu.com/articles/fluorescence/filtercubes/yfp/yfphyq/mitochondria/yfpmitochondriaindex.html

Mysie embrionalne fibroblasty Mitochondria uwidocznione za pomocą EYFP 40-krotne przyspieszenie Chen H et al. J. Cell Biol 2003

Drożdże jako model utrata mtDNA Yaffe MP Nat Cell Biol. 1999

Białka istotne dla fuzji mt (S.cerevisiae) Westermann B. EMBO 2002

Model fuzji in vitro Meeusen S et al. Science. 2004

Fuzja OM i IM in vitro Etap pierwszy: fuzja błony zewnętrznej om-GFP m-dsRED m-BFP Etap pierwszy: fuzja błony zewnętrznej Etap drugi: fuzja błony wewnętrznej Meeusen S et al. Science. 2004

Model fuzji mitochondriów S. cerevisiae Fuzja OM - niezbędne GTP, gradient protonów oraz dimeryzacja białek Fzo1p Fuzja IM – niezbędne GTP, potencjał transbłonowy oraz przypuszczalnie interakcje białek Fzo1p i Mgm1p via Ugo1 Pfanner N et al. Science. 2004

Białka biorące udział w podziale mt Dnm1p Mdv1p Fis1p Shaw JM, Nunnari J. Trends Cell Biol. 2002

Rola poszczególnych białek Shaw JM, Nunnari J. Trends Cell Biol. 2002

Dwa modele podziału A – proponowany mechanizm analogiczny do działania dynamin w endocytozie B – mechanizm bardziej zgodny z danymi doświadczalnymi Legesse-Miller A, Massol RH, Kirchhausen T. Mol Biol Cell. 2003

Znaczenie fuzji i podziałów mt Udział w przekazywaniu mitochondriów oraz dziedziczeniu i rekombinacji mtDNA Istotne dla różnicowania się i prawidłowego funkcjonowania komórek Komplementacja mutacji mtDNA Udział w procesie apoptozy „Filamenty” mitochondrialne w fibroblaście (linia COS-7) Westermann B. EMBO Rep. 2002

Dziękuję za uwagę

Efekt delecji mitofuzyn u myszy Normalny fenotyp MFN1+/- i MFN2+/- MFN1-/- i MFN2-/- : śmierć w stadium embrionu, MFN2-/- : nieprawidłowe łożysko Zaburzenie fuzji, morfologii, funkcji oraz poruszania się mitochondriów WT MFN1-/- MFN2-/- Chen H et al. J. Cell Biol. 2003

Neuropatia Charcot-Marie-Tooth 2A Ludzki MNF2 mutacje w CMT Mutacje w genie MFN2 występują u pacjentów z CMT2A Mutacje w domenie GTPazowej i Cc

OPA1 Ludzki ortolog Mgm1p S.cerevisiae Mutacje w OPA1 powodują DOA (dominant optic atrophy) Udział w utrzymywaniu prawidłowej struktury grzebieni mitochondrialnych, w procesie apoptozy, w fuzji mitochondriów Struktura grzebieni w normalnych mitochondriach Struktura grzebieni w komórkach z wyciszonym genem OPA1 Olichon A et al. J Biol Chem. 2003