アポトーシスにおけるマイノリティおよびマジョリティMOMPを説明するための確率論的寄与

科学分野:

• 細胞生物学;生物物理学;計算生物学

背景:

• アポトーシスの機能不全は、がんおよび神経変性疾患に関与している。;ミトコンドリア外膜透過化（MOMP）は、アポトーシスにおける重要かつ通常は全か無かのイベントである。;マイノリティまたはマジョリティMOMPのようなMOMPの不均一性は、がんの進行および細胞生存を促進する可能性がある。

研究 の 目的:

• タンパク質の分布と相互作用における確率論が、ミトコンドリアのMOMP応答性における不均一性に寄与するかどうかを調査する。;確率論がMOMP感受性に影響を与える条件を理解する。

主な方法:

• 細胞サイズのモデルを、細胞質およびミトコンドリアコンパートメントを組み込んで開発した。;主要なアポトーシス調節因子（MCL-1、BAK、tBID）でモデルを実験的にパラメータ化した。;タンパク質動態およびMOMPイベントの細胞スケールシミュレーションのための高性能コンピューティング。

主要な成果:

• 確率論的効果は、低いアポトーシスストレス下で断片化されたミトコンドリアをMOMPに偏らせる。;より小さいミトコンドリアは、より高いストレス下でより大きいミトコンドリアよりもMOMPを回避する可能性が高い。;実験データは、ミトコンドリアのサイズとMOMPの結果に関するモデルの予測を確認した。

結論:

• タンパク質分布の確率論は、MOMPにおけるミトコンドリアの不均一性に大きく寄与する。;この不均一性により、小さいまたは断片化されたミトコンドリアは、マイノリティMOMPシナリオでMOMPを起こすことができる。;また、マジョリティMOMPシナリオでミトコンドリアがMOMPを回避することも可能にし、細胞運命に影響を与える。