Митохондрии и эпигенетическая регуляция: двустороннее взаимодействие и новые дегронные инструменты для направленного воздействия на митохондрии

Митохондрии не только вырабатывают АТФ и метаболиты, необходимые для процессов в ядре и цитоплазме, но и активно формируют эпигенетическую регуляцию в ядре. В свою очередь, ядро кодирует большинство белков, необходимых для функционирования митохондрий; примечательно, что некоторые эпигенетические факторы, кодируемые ядерными генами, например модификаторы ДНК и гистонов, также локализуются в митохондриях, где регулируют стабильность митохондриального генома, экспрессию генов, метаболические потоки и целостность органелл. Это взаимное взаимодействие определяет митохондрии одновременно как источник и мишень эпигенетической регуляции, объединяя энергетический обмен с экспрессией генов и клеточным гомеостазом. В настоящем обзоре рассмотрены новые механизмы, связывающие митохондриальный метаболизм с ремоделированием хроматина, модификациями ДНК и гистонов, а также с регуляцией транскрипции; кроме того, описано, как ядерные эпигенетические ферменты перемещаются в митохондрии и регулируют их функции. Кратко представлены и последние методические достижения, позволяющие избирательно удалять митохондриальные белки в определённых клеточных компартментах и тем самым создающие новые инструменты для изучения этой двусторонней коммуникации. Совокупность этих данных подчёркивает центральную роль митохондрий как энергетического и эпигенетического узла, координирующего функции ядра, развитие и болезни.