Úloha mitochondriální dynamiky v buněčné smrti

Abstract

Mitochondrie tvoří v buňce dynamické retikulum, které po indukci regulované buněčné smrti neboli apoptózy podléhá fragmentaci. Předpokládá se, že během iniciace vnitřní apoptotické kaskády proteiny mitochondriální dynamiky zajišťují remodelaci mitochondrií a snazší uvolňování cytochromu c do cytosolu. Důležitou roli v tomto procesu hrají především protein Opa1 zajišťující ve zdravé buňce mitochondriální fúzi a protein Drp1 zodpovědný za mitochondriální fragmentaci. Opa1 reguluje v apoptóze otevření krist vnitřní mitochondriální membrány a následné uvolnění cytochromu c. Role Drp1 je méně jasná. Drp1 se po indukci apoptózy váže na mitochondrie, čímž podporuje tvorbu apoptotických pórů a mitochondriální fragmentaci. Vazba Drp1 ale není esenciální ani pro permeabilizaci vnější mitochondriální membrány, a tedy výlev proapoptotických faktorů, ani pro fragmentaci mitochondriálního retikula v apoptóze. Je tedy otázkou, jakou přesnou funkci v tomto procesu Drp1 zastává. Mitochondriální dynamika je také ovlivněna přímo proteiny apoptotické kaskády, a to členy rodiny Bcl-2 proteinů. V apoptóze díky jejich působení dochází nejen k indukci mitochondriálního dělení, ale také k inhibici fúze, což přispívá k fragmentaci mitochondriálního retikula. Ačkoliv je fragmentace mitochondrií v apoptóze dlouho pozorovaným...

Mitochondria form a dynamic reticulum, which fragments in apoptosis. It is assumed that proteins of mitochondrial dynamics participate in the intrinsic pathway of apoptosis and remodel mitochondrial membranes to release cytochrome c to the cytosol. The most important role in this process is played by Opa1, a protein involved in mitochondrial fusion, and by Drp1, which induces mitochondrial fission. During apoptosis, Opa1 remodels cristae in the inner mitochondrial membrane, which is crucial for effective release of cytochrome c to the cytosol. The role of Drp1 is less clear and is a subject of intense debate. Upon initiation of apoptosis Drp1 is recruited to mitochondria where it facilitates apoptotic pore formation and triggers fission. However, it appears that recruitment of Drp1 is not absolutely required for successful execution of apoptosis. In addition, mitochondrial dynamics is influenced by Bcl-2 family proteins. Recruitment of proapoptotic Bcl-2 proteins to mitochondrial outer membrane leads to inhibition of mitochondrial fusion, which enhances fragmented morphology of mitochondria. Although mitochondrial fragmentation in apoptosis is known for decades, its precise purpose remains to be elucidated.