Biogeneze krist vnitřní mitochondriální membrány

Abstract

Invaginace vnitřní mitochondriální membrány utvářejí kristy - důležitý strukturní a bioenergetický kompartment mitochondrií. Dlouhodobá pozorování ultrastruktury mitochondrií prokázala dynamiku krist, ale nevyjasnila mechanizmy jejich formování a stability. Tato práce shrnuje nové poznatky o molekulárních mechanizmech biogeneze mitochondriálních krist. Ty jsou konzervovány od hub až po savce, včetně člověka. Důraz je kladen na hlavní remodelační faktory: dimery F1Fo-ATP syntázy, MICOS komplex, OPA1 protein a kardiolipin. Jejich defekty vedou k významným změnám nejen na úrovni krist, ale také na úrovni mitochondrií, buněk a celého organizmu. S tím souvisejí různé patofyziologické stavy a lidská mitochondriální onemocnění. Detailnější výzkum biogeneze krist je proto velmi významný, nové poznatky by mohly napomoci v rozvoji léčby mitochondriálních poruch.

Invaginations of the inner mitochondrial membrane originate cristae - important structural and bioenergetic mitochondrial compartments. Long-term observations of mitochondrial ultrastructure uncovered cristae dynamics, but did not identify mechanisms of cristae formation and maintenance. This thesis summarizes results of latest research on molecular mechanisms of mitochondrial cristae biogenesis, which are conserved from fungi to mammals including human. The emphasis is put on major remodeling factors: F1Fo-ATP synthase dimers, MICOS complex, OPA1 protein and cardiolipin. Their defects lead to extensive changes on cristae level, as well as on mitochondrial, cellular and organismal levels. Various pathophysiological conditions and human mitochondrial diseases are related to these defects. More detailed research of cristae biogenesis is therefore of high significance, new findings could assist in the development of new treatments for mitochondrial disorders.