Митохондрии эффективно адаптируются к изменяющимся метаболическим условиям

Исследователи из Университета Фрайбурга, Университета Саарланда и других институтов обнаружили важный механизм, обеспечивающий эффективную метаболическую адаптацию митохондрий. Ключевым оказалось взаимодействие между двумя белковыми комплексами внутренней мембраны: MICOS и ATP-синтазой.

Дыхание и архитектура мембран

Клеточное дыхание происходит на внутренней мембране митохондрий, которая образует складки — кристы. Архитектура этих крист напрямую влияет на эффективность дыхания и адаптируется к изменениям в метаболизме клетки.

Взаимодействие комплексов

Два ключевых белковых комплекса, формирующих мембрану:

• F₁F_o-ATP-синтаза — фермент, участвующий в преобразовании энергии.
• MICOS (mitochondrial contact site and cristae organizing system) — комплекс, организующий кристы.

Ранее они считались антагонистами, так как расположены в разных областях мембраны и изгибают её в противоположных направлениях.

Результаты исследования

Учёные доказали, что комплексы MICOS и ATP-синтаза взаимодействуют между собой, и это критически важно для здоровой функции митохондрий. Субъединица Mic10 из комплекса MICOS перемещается к ATP-синтазе и стабилизирует объединение нескольких молекул ATP-синтазы в крупные комплексы. Эта регуляторная функция Mic10 необходима для эффективной метаболической адаптации и дыхательного роста клеток.

"Взаимодействие между двумя комплексами, вероятно, является ключом к скоординированному биогенезу внутренней митохондриальной мембраны", — объясняет доктор Хайке Рампельт.

Исследование, опубликованное в журнале Cell Reports, объединило биохимические подходы, флуоресцентную микроскопию живых клеток и электронную микроскопию.