정상적인 mitochondria의 생성과, 그것의 구조적 변화 그리고 mitophagy를 통해 이루어지는 손상된 mitochondria의 제거는 mitochondrial integrity를 유지시키는 중요한 과정이다. 포도당이 결핍된 환경에서 세포는 물질대사적인 경로에 의해 mitochondria의 생성과 제거의 순환을 활성화 시킬 것 이라 예상되고, ATP 생성을 위해 glycolysis에서 mitochondria를 통한 호흡으로 그 의존도가 바뀔 것이라 생각한다. 따라서 이 과정에서 mitochondria의 기능과 상태의 변화가 초래될 것이라 기대할 수 있다. ...
정상적인 mitochondria의 생성과, 그것의 구조적 변화 그리고 mitophagy를 통해 이루어지는 손상된 mitochondria의 제거는 mitochondrial integrity를 유지시키는 중요한 과정이다. 포도당이 결핍된 환경에서 세포는 물질대사적인 경로에 의해 mitochondria의 생성과 제거의 순환을 활성화 시킬 것 이라 예상되고, ATP 생성을 위해 glycolysis에서 mitochondria를 통한 호흡으로 그 의존도가 바뀔 것이라 생각한다. 따라서 이 과정에서 mitochondria의 기능과 상태의 변화가 초래될 것이라 기대할 수 있다. 섬유아세포를 포도당이 없는 배지에서 배양하면 세포내 mitochondria양은 매우 빠르게 감소했다가 3시간 후에 점차 증가하여 회복하고, 12시간 이후로는 포도당이 있는 배지에서 배양 했을 때의 수준 이상으로 증가했다. Mitochondrial protein과 mitochondrial protein의 전사를 조절하는 단백질의 mRNA 수준도 그 양과 비슷한 경향으로 변화했다. 따라서 초기 mitochondria양의 감소는 그 생성의 감소 때문이라 생각된다. 또한 10시간 후, autophagy flux가 증가되었지만 mitochondria는 실모양의 그물구조를 형성한 것으로 보아 길어진 mitochondria의 구조 때문에 mitophagy가 잘 일어나지 않을 것이라 생각된다. 그리고 놀랍게도 포도당 결핍환경에서도 ATP의 수준은 낮아지지 않았다. 종합해보면, 포도당 결핍 환경에서 세포는 계속적인 ATP생성을 위해 autophagy 과정을 촉진시키지만 mitochondria의 구조를 바꿔서 그 양을 높은 수준으로 유지하는 것으로 생각된다.
정상적인 mitochondria의 생성과, 그것의 구조적 변화 그리고 mitophagy를 통해 이루어지는 손상된 mitochondria의 제거는 mitochondrial integrity를 유지시키는 중요한 과정이다. 포도당이 결핍된 환경에서 세포는 물질대사적인 경로에 의해 mitochondria의 생성과 제거의 순환을 활성화 시킬 것 이라 예상되고, ATP 생성을 위해 glycolysis에서 mitochondria를 통한 호흡으로 그 의존도가 바뀔 것이라 생각한다. 따라서 이 과정에서 mitochondria의 기능과 상태의 변화가 초래될 것이라 기대할 수 있다. 섬유아세포를 포도당이 없는 배지에서 배양하면 세포내 mitochondria양은 매우 빠르게 감소했다가 3시간 후에 점차 증가하여 회복하고, 12시간 이후로는 포도당이 있는 배지에서 배양 했을 때의 수준 이상으로 증가했다. Mitochondrial protein과 mitochondrial protein의 전사를 조절하는 단백질의 mRNA 수준도 그 양과 비슷한 경향으로 변화했다. 따라서 초기 mitochondria양의 감소는 그 생성의 감소 때문이라 생각된다. 또한 10시간 후, autophagy flux가 증가되었지만 mitochondria는 실모양의 그물구조를 형성한 것으로 보아 길어진 mitochondria의 구조 때문에 mitophagy가 잘 일어나지 않을 것이라 생각된다. 그리고 놀랍게도 포도당 결핍환경에서도 ATP의 수준은 낮아지지 않았다. 종합해보면, 포도당 결핍 환경에서 세포는 계속적인 ATP생성을 위해 autophagy 과정을 촉진시키지만 mitochondria의 구조를 바꿔서 그 양을 높은 수준으로 유지하는 것으로 생각된다.
Together with production of functional mitochondria, structural dynamics of mitochondria and removal of the damaged mitochondria through mitophagy are believed to be critical for maintaining mitochondrial integrity. We assumed that glucose starvation is possible way to enhance the mitochondrial tur...
Together with production of functional mitochondria, structural dynamics of mitochondria and removal of the damaged mitochondria through mitophagy are believed to be critical for maintaining mitochondrial integrity. We assumed that glucose starvation is possible way to enhance the mitochondrial turnover through metabolic means. It is also expected to shift cellular reliance on glycolysis to mitochondrial respiration for ATP production, and therefore, to bring in a substantial alteration in the function and status of mitochondria. When fibroblasts were cultured in a medium devoid of glucose, the content dropped down rapidly. But, it was increased gradually after 3 hr and almost completely restored at 12 hr and further increased thereafter. The mRNA levels of mitochondrial proteins and mitochondrial biogenesis proteins dropped down with a kinetics similar to that of the mitochondrial content indicating that this decrease is largely due to the low mitochondria biogenesis. After 10 hr, mitochondria became filamentous forming networks despite autophagic activation. We speculate that mitophagy is attenuated due to the formation of elongated mitochondria. Interestingly, cellular ATP level did not decrease during glucose starvation. Overall, in glucose starvation, cells maintain mitochondria at high level in order to keep efficient ATP production by altering the mitochondria structural dynamics even though they need to activate autophagy.
Key word : glucose starvation, fibroblast, mitochondria, autophagy
Together with production of functional mitochondria, structural dynamics of mitochondria and removal of the damaged mitochondria through mitophagy are believed to be critical for maintaining mitochondrial integrity. We assumed that glucose starvation is possible way to enhance the mitochondrial turnover through metabolic means. It is also expected to shift cellular reliance on glycolysis to mitochondrial respiration for ATP production, and therefore, to bring in a substantial alteration in the function and status of mitochondria. When fibroblasts were cultured in a medium devoid of glucose, the content dropped down rapidly. But, it was increased gradually after 3 hr and almost completely restored at 12 hr and further increased thereafter. The mRNA levels of mitochondrial proteins and mitochondrial biogenesis proteins dropped down with a kinetics similar to that of the mitochondrial content indicating that this decrease is largely due to the low mitochondria biogenesis. After 10 hr, mitochondria became filamentous forming networks despite autophagic activation. We speculate that mitophagy is attenuated due to the formation of elongated mitochondria. Interestingly, cellular ATP level did not decrease during glucose starvation. Overall, in glucose starvation, cells maintain mitochondria at high level in order to keep efficient ATP production by altering the mitochondria structural dynamics even though they need to activate autophagy.
Key word : glucose starvation, fibroblast, mitochondria, autophagy
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