Studie untersucht Crosstalk zwischen Mitochondrien und Lysosomen

Forscher haben herausgefunden, dass Proteine ​​der äußeren Mitochondrienmembran das Übersprechen zwischen Mitochondrien und Lysosomen regulieren, laut einer Studie von Northwestern Medicine, die in veröffentlicht wurde Zeitschrift für Zellbiologie. Diese Ergebnisse haben Auswirkungen auf die Rolle von Organellennetzwerken bei der zellulären Homöostase und der Entwicklung neurologischer Erkrankungen.

„Diese Studie erläutert weiter den Mechanismus, der dem mitochondrialen und lysosomalen Crosstalk zugrunde liegt, und zeigt, wie verschiedene Mutationen im selben mitochondrialen Protein zu deutlichen nachgeschalteten Defekten in der Dynamik des lysosomalen Netzwerks führen können, die zu verschiedenen neurologischen Störungen beitragen“, sagte Dimitri Krainc, MD, Aaron Montgomery Ward Professor und Vorsitzender der Abteilung für Neurologie von Ken und Ruth Davee.

Lysosomen sind Organellen, die die Aufgabe haben, überschüssige oder unbrauchbare Teile der Zelle abzubauen. Die Aufklärung der Regulation lysosomaler Netzwerke ist der Schlüssel zum Verständnis der Zelldynamik und der Rolle von Lysosomen bei der Pathogenese von Krankheiten.

Im ein Vorwerk veröffentlicht in Naturentdeckte Kraincs Team direkte Kontakte zwischen Mitochondrien und Lysosomen. In der aktuellen Studie verwendeten die Forscher Live-Super-Resolution-Mikroskopie, um zu entdecken, dass sich Lysosomen häufig an interlysosomalen Kontaktstellen – Stellen, die die lysosomale Verteilung und Funktion modulieren – zu lysosomalen Clustern aneinander binden und sich anschließend lösen, anstatt miteinander zu verschmelzen.

Sie fanden auch heraus, dass Mitochondrien diese Entfesselung fördern, die durch die Hydrolyse des Enzyms Rab7-GTP an interlysosomalen Kontaktstellen beeinflusst wird. Darüber hinaus zeigten sie, dass die mitochondrialen Proteine ​​Mid51 und Fis1 einen oligomeren Proteinkomplex auf Mitochondrien bilden, der wiederum die Rab7-GTP-Hydrolyse und die Entflechtung von Lysosomen antreibt.

Insgesamt zeigt die Studie, wie verschiedene Mutationen in Mid51, die mit spezifischen neurologischen Störungen in Verbindung stehen, zu deutlichen nachgeschalteten Defekten in der Dynamik des lysosomalen Netzwerks führen.

„Eine dominante Optikusatrophie-assoziierte Mid51-Mutante, die ihre Oligomerisierung nicht stört, stört die Dynamik des lysosomalen Netzwerks nicht. Im Gegensatz dazu stört eine Mid51-Mutante, die möglicherweise mit der Parkinson-Krankheit verbunden ist und ihre Oligomerisierung falsch reguliert, diesen Weg, was zu einer fehlerhaften Dynamik des lysosomalen Netzwerks führt“, sagte Yvette Wong, Ph.D., Assistenzprofessorin in der Abteilung für Bewegungsstörungen des Ken and Ruth Davee Department of Neurology und Hauptautorin der Studie.