Le contrôle protéolytique de la dynamique mitochondriale et le métabolisme

Résumé

Les mitochondries sont profondément intégrées au métabolisme de la cellule. Leurs nombreux rôles métaboliques sont intimement liés à leur morphologie, qui est façonnée par les phénomènes continuels de fusion et de fission des membranes externe et interne. Une fission non entravée provoquerait une fragmentation de la mitochondrie, ce qui est en général associé à un dysfonctionnement métabolique et à la maladie. Au contraire, une fusion non entravée mène à un réseau en hyperfusion et permet de neutraliser les troubles métaboliques et de préserver l’intégrité cellulaire, et sert de protection contre l’autophagie.

Le comportement dynamique des mitochondries est contrôlé par le traitement protéolytique de la GTPase OPA1 de la famille des dynamines, qui assure la fusion et préserve la structure de la mitochondrie. Une OPA1 non clivée suffit pour la fusion, qui est limitée par le clivage de l’OPA1 par les peptidases de la membrane interne YME1L et OMA1, sur deux sites différents. Tandis que OMA1 est activée par diverses situations de stress cellulaire, YME1L, elle, est régulée par des signes métaboliques. Le traitement induit par le stress de OPA1 par OMA1 et par fragmentation mitochondriale est corrélé à une utilisation altérée du carburant cellulaire et peut aboutir à une défaillance cardiaque. Cet effet peut être contrecarré par des interventions métaboliques, comme par exemple une alimentation riche en graisses. La morphologie des mitochondries et le métabolisme sont donc intimement liés: les besoins métaboliques déterminent la structure des mitochondries et, réciproquement, les changements dans la dynamique mitochondriale ont un impact sur le métabolisme des cellules.