БИОХИМИЯ, 2015, том 80, вып. 5, с. 651–661
УДК 577.23
Нужен ли трансмембранный потенциал для слияния митохондрий?
Обзор
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: митохондрии, деление, слияние, трансмембранный потенциал, мтДНК, регуляция.
Аннотация
Cнижение трансмембранного потенциала митохондрий подавляет их способность к слиянию, что, в свою очередь, позволяет предотвратить воссоединение нефункциональных органелл с митохондриальной сетью клетки и приводит к деградации митохондрий, содержащих поврежденные макромолекулы, путем аутофагии. Однако является ли трансмембранный потенциал непосредственно тем фактором, который регулирует процесс слияния или его влияние лишь косвенно? В литературе есть множество свидетельств о том, что ингибирование ATP-синтазы нарушает равновесие процессов деления и слияния и приводит к фрагментации митохондрий. В то же время митохондрии дрожжей Saccharomyces cerevisiae, лишенные функциональной дыхательной цепи или обработанные разобщителем, сохраняют способность к слиянию. Деполяризованные митохондрии многоклеточных животных также сохраняют способность к слиянию в течение некоторого времени. Эти данные свидетельствуют о том, что сам по себе трансмембранный потенциал не является лимитирующим фактором при слиянии митохондрий. Кроме того, регуляция, основанная на непосредственном измерении трансмембранного потенциала, предполагает, что митохондрии с нефункциональной ATP-синтазой, но с работающей дыхательной цепью не будут отбраковываться в результате митофагии. Это должно приводить к накоплению мтДНК с мутациями в генах, кодирующих субъединицы ATP-синтазы. Мы предполагаем, что трансмембранный потенциал митохондрий не играет непосредственной роли в регуляции слияния митохондрий, но влияет на другие параметры, в частности на соотношение NTP/NDP в межмембранном пространстве митохондрий, которое, в свою очередь, регулирует их слияние.