Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät

Institut für Biowissenschaften

Fachgebiet:

Betreuer: Prof. Dr. Simone E. Baltrusch



M. Sc. Susanne Schröder
(e-mail: susanne.schroeder@med.uni-rostock.de )

Effekte zweier mtDNA-Punktmutationen des OXPHOS-Systems auf die mitochondriale Funktion und den Metabolismus im Alterungsprozess von Mäusen. The effect of two mtDNA point mutations in the OXPHOS-system on mitochondrial function and metabolism in mice during aging.

Mitochondriale Veränderungen bedingen die Pathogenese unterschiedlicher Erkrankungen. Mitochondrien gelten als Hauptproduzenten von reaktiven Sauerstoffspezies, welche zytotoxische Auswirkungen auf die Struktur von Proteinen, Nukleinsäuren oder Lipiden haben können. Zusätzlich kann eine Dysfunktion der mitochondrialen Dynamik zelluläre Prozesse beeinträchtigen. Im conplastischen mtBPL-Mausstamm mit zwei mtDNA-Punktmutationen im OXPHOS-System wurde die mitochondriale Funktion und der Metabolismus in der Leber im Alterungsprozess bis 12 Monate charakterisieren. Es konnte gezeigt werden, dass das Zusammenwirken beider mtDNA-Punktmutationen im mtBPL-Mausstamm den Leberstoffwechsel signifikant beeinflusst. Die erhöhte ROS-Produktion, verminderte mtDNA-Kopienzahl, veränderte Mitochondrienmorphologie sowie die erhöhte Fettakkumulation begünstigen im Alter von 12 Monaten die Insulinresistenz und die Pathogenese einer NAFLD. Das untersuchte Modell liefert damit auch für den Menschen relevantes Wissen zu mitochondrial getriggerten Alterungsprozessen.

Mitochondrial changes cause the pathogenesis of various diseases. Mitochondria are the main producers of reactive oxygen species, which can have cytotoxic effects on the structure of proteins, nucleic acids or lipids. In addition, dysfunction of mitochondrial dynamics can impair cellular processes. The mitochondrial function and metabolism during aging up to 12 months were characterized in the liver of the conplastic mtBPL mouse strain with two mtDNA point mutations in complexes of the respiratory chain. It could be shown that the interaction of both mtDNA point mutations in the mtBPL mouse strain significantly affects the liver metabolism. The increased ROS production, reduced mtDNA copy number, altered mitochondrial morphology and the increased fat accumulation facilitate insulin resistance and the pathogenesis of NAFLD at the age of 12 months. Thus, the investigated model add knowledge to mitochondrial triggered aging processes also relevant for human beings.