REDOX-regulation of mitochondrial transcription by mitochondrial DNA topoisomerase I
Final Report Abstract
TOP1MT ist ein dominant negativer Regulator der mitochondrialen Transkription. Wir haben vermutet, dass die TOP1MT-Aktivität ROS-reguliert ist (i.e. durch Oxidation gehemmt wird) und dass dadurch ein doppelt negativer Regelkreis entsteht, der eine direkte Rückkopplung zwischen dem mitochondrialen ROS-Niveau und der mitochondrialen Transkription vermittelt. Diese Hypothese konnten wir in drei Schritten bestätigen: • Nachweis der Rückkopplung von ROS und mitochondrialer Transkription in organello. • Abhängigkeit dieser Rückkopplung vom TOPIMT-Expressionsniveau. • Unterdrückung der Rückkopplung durch eine ROS-resistente TOPIMT-Mutante. Die Untersuchungen haben länger gedauert als veranschlagt, unter anderem weil es sich als schwierig herausgestellt hat, das ROS-Niveaus in isolierten Mitochondrien reproduzierbar zu manipulieren. Unsere Ergebnisse belegen die Existenz eines lange vermuteten autochthonen Regulationsmechanismus der die mitochondriale Transkription (und damit die lokale respiratorische Kapazität) zum lokalen REDOX-Niveau rückkoppelt. Und wir konnten zeigen, dass TOP1MT in diesem Mechanismus das zentrale Regulationselement ist. Damit wird TOP1MT zu einem potentiellen Mitspieler und Therapietarget bei Ätiologien, die mit einer Dysregulation der mitochondrialen Respirationskapazität einhergehen, wie z.B. dem Diabetes mellitus.
