Microtubule-based mitochondrial transport, its regulation and role in neural development and in neurodevelopmental disorders.

Abstract

Microtubule-based transport is essential for neuronal function due to the great distances that need to be overcome (axons, dendrites) by various cellular cargoes. Mitochondria are multifunctional organelles that not only produce energy but also participate in cellular signaling and biosynthetic pathways. Proper distribution of mitochondria is crucial for neuronal survival, synaptic plasticity, and neurodevelopment. Mitochondrial transport is driven by kinesin and dynein motor proteins. This work describes the structural organization of the transport machinery and its regulation, which allows dynamic mitochondrial positioning. Furthermore, it discusses the roles of Miro and TRAK adaptor proteins and explores how transport dysregulation contributes to the pathogenesis of neurodevelopmental disorders. Understanding these complex interactions is essential for identifying the molecular mechanisms of disorders characterized by mitochondrial dynamics dysfunction.

Transport po mikrotubulech je nezbytný pro správnou funkci neuronů, a to vzhledem k velkým vzdálenostem (axony, dendrity), které musí různé buněčné náklady překonávat. Mitochondrie jsou multifunkční organely, které nejen produkují energii, ale podílejí se také na buněčné signalizaci a biosyntetických drahách. Správná distribuce mitochondrií je proto klíčová pro přežití neuronů, synaptickou plasticitu a neurální vývoj. Mitochondriální transport je poháněn motorovými proteiny kinezinem a dyneinem. Tato práce popisuje strukturní organizaci transportního aparátu a jeho regulaci, která umožňuje dynamické umisťování mitochondrií. Dále práce rozebírá roli adaptorových proteinů Miro a TRAK a zkoumá, jak dysregulace transportu přispívá k patogenezi neurovývojových poruch. Pochopení těchto komplexních interakcí je zásadní pro identifikaci molekulárních mechanismů onemocnění charakterizovaných dysfunkcí mitochondriální dynamiky.