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Mitochondrien können den Zellkern steuern



Mitochondrien sind in grauer Vorzeit wohl durch eine Fusion eines Bakteriums mit einer Archaee entstanden. Es entwickelte sich in der Folge der Zellkern und das ursprüngliche Bakterium, aus dem die heutigen Mitochondrien entstanden, hat so ziemlich alle seine Gene in den Zellkern übertragen.
zurück behalten haben die Mitochondrien im Wesentlichen nur Gene, die Proteine kodieren, die für die Energiegewinnung notwendig sind (zwei Podcasts zum Thema: Teil 1, Teil 2). Klingt so, als wäre sie versklavt worden, um der Mutterzelle die Energie herzustellen.
Schon seit einiger Zeit gibt es Hinweise darauf, dass diese sehr einseitige Sicht nicht korrekt ist. So finden sich in den Mitochondrien neben den Proteinen der Atmungskette, dem zentralen Ort der Energieherstellung, auch noch eine Reihe anderer Proteine, die durch gene im Zellkern zwar hergestellt werden, dann aber über geschickte Wege in den Mitochondrien landen. Man kann nun der Ansicht sein, dass die kleinen Mitochondrien gar nicht so dumm waren, sich versklaven zu lassen. Ganz im Gegenteil: clever haben sie einen Großteil ihres Genoms ausgelagert in den Kern, und lassen nun die Wirtszelle die Proteine herstellen, die sie benötigen. Quasi ein Out-Sourcing mit fristgerechter Lieferung, wenn benötigt.
Nun hat eine neue Studie gezeigt, dass die Zusammenarbeit zwischen Mitochondrien und dem Zellkern der Wirtszelle noch wesentlich mehr verzahnt ist, als bisher gedacht (Kim et al., 2018). Neben den bekannten Genen, die die wesentlichen Proteine für die Energiegewinnung kodieren, gibt es auf dem Genom der Mitochondrien kleine Abschnitte, die Peptide herstellen können. Diese Mini-Proteine wurden bisher noch nicht viel erforscht und in der Literatur auch weitgehend ignoriert. Ein kleines Peptid namens MOTS-c, das in den Mitochondrien hergestellt werden kann, wird dann hergestellt, wenn die Mitochondrien metabolischen Stress fühlen (Stoffwechselprobleme durch z.B. Mangelversorgung). Das MOTS-c Peptid wandert dann in den Zellkern und reguliert dort Gene des Zuckerstoffwechsel und solche von anti-oxidativ wirkenden Molekülen. Die Mitochondrien kümmern sich damit also um die Gesundheit ihrer Wirtszelle und damit natürlich auch um ihr eigenes Wohlergehen,. Man sollte diese kleinen Dinger wirklich nicht unterschätzen!

Quelle: University of Southern California

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