Neues zur mitochondrialen DNA

Mitochondrien sind die Kraftwerke der Zelle und stellen den Großteil der für Zellfunktionen notwendigen Energie. Zu den faszinierenden Eigenschaften dieser spezialisierten Organellen gehört, dass sie über eigene DNA verfügen, die für Schlüsselelemente des oxidativen Phosphorylierungssystems kodiert.

Seit längerem werden Defekte in der mitochondrialen DNA mit menschlichen Krankheiten wie Neurodegeneration assoziiert. Ähnlich wie bei nukleärer DNA interagiert Mitochondrien-DNA mit verschiedenen Proteinen und ist in Nukleoproteinkomplexen bzw. Nukleoiden organisiert. Die Proteinkomponenten der Nukleoide sind für den Schutz, die Segregation und Expression mitochondrialer DNA zuständig. Sie beinhalten zwei Elemente des Aktin-Zytoskeletts: beta-Aktin, das in der mitochondrialen Matrix vorliegt – sowie NM-IIA (non-muscle myosin heavy chain IIA).

Wie diese Proteine DNA-Transaktionen regulieren, muss allerdings noch genauer erforscht werden, um ihre Bedeutung für den mitochondrialen DNA-Metabolismus und als Krankheitsursache zu klären.

Ziel des EU-finanzierten Projekts "Elucidating the roles of proteins of mitochondrial DNA maintenance" (MITOSKELETON) war daher, die Rolle von Proteinen zu untersuchen, die mit mitochondrialer DNA bei deren Transport und Übertragung interagieren. Weiterhin sollten experimentell mögliche Proteinpartner identifiziert werden.

MITOSKELETON zufolge kommt NM-IIA und NM-IIB eine regulatorische Funktion bei der mitochondrialen Proteinsynthese zu. Die Manipulation von beta-Actin bewirkt außerdem eine Vergrößerung der Nukleoide, was ihre Beteiligung am mitochondrialen DNA-Stoffwechsel nahe legt.

Insgesamt lieferte die Studie grundlegende Einblicke zur Interaktion zwischen Proteinen und mitochondrialer DNA. Da die Forschung zu mitochondrialer DNA allerdings noch in den Kinderschuhen steckt, könnte die Studie neue Zusammenhänge zwischen mitochondrialer DNA und Krankheiten aufdecken.