Die Geheimnisse der mitochondrialen Fusion
Mitochondrien, die energieerzeugenden Organellen der Zelle, bilden eine dynamische Kammer, die durch Spaltungs- und Fusionsereignisse ihrer Membranen häufig ihre Form ändert. Diese Prozesse sind auch wichtig für alle mitochondrialen Funktionen, darunter die oxidative Phosphorylierung und Apoptose. Darüber hinaus führen eine gestörte mitochondriale Fusion und Spaltung zu zahlreichen Pathologien und schweren neurodegenerativen Krankheitsbildern wie Parkinson und Charcot-Marie-Tooth-Erkrankungen. Die mitochondriale Spaltung erfolgt durch eine konservierte Strategie, die Dynamin-verwandte Proteine (DRP) involviert, die sich binden und die biologische Membranfusion fördern. Zwei dieser DRP, Mitofusine und OPA1, vermitteln die Fusion der inneren und äußeren Mitochondrienmembranen. Das EU-geförderte Projekt MITOFUSION (Dissecting the discrete steps of mitochondrial fusion) untersuchte den Mechanismus, mit denen Mitofusine die Membranfusion fördern. Frühere Arbeiten durch das Konsortium an der Hefe Saccharomyces cerevisiae zeigten, dass der Abbau von Mitofusinen durch das Ubiquitin-Proteasom-System notwendig ist, damit eine Membranfusion stattfinden kann. Im Verlauf von MITOFUSION folgten die Wissenschaftler einem multidisziplinären Ansatz basierend auf hochauflösender Bildgebung, innovativer Biochemie und Zellbiologie, um den Mechanismus der Fusion zu enträtseln. Insgesamt lieferten die Projektaktivitäten wichtige Einblicke zur Rolle des Ubiquitin-Proteasom-Systems in der Biologie und der Homöostase von Mitochondrien. Aus translatorischer Sicht werden die Erkenntnisse aus MITOFUSION helfen, die Ätiologie von Neuropathien, die direkt durch Defekte der mitochondrialen Dynamik verursacht werden, zu verstehen.
