Úloha specifické dráhy Krebsova cyklu, konkrétně reduktivní karboxylace v nádorové biologii

Běžným metabolickým prekurzorem citrátu je kromě glukózy také glutamin (Yoo et al, 2008). V rámci tohoto projektu jsme se zaměřili na specifický rys mitochondriální dráhy glutaminu v nádorových buňkách, který závisí na činnosti isocitrát dehydrogenázy 2 (IDH2), NADPH-dependentního enzymu mitochondriální matrix. Testujeme využití glutaminu v dráze reduktivní karboxylace u nádorových linií a snažíme se objasnit její roli v nádorové biologii. Prozatím jsme potvrdili reduktivní karboxylaci u vybraných buněčných linií s pomocí metody GC-MS měřením inkorporace ¹³C z ¹³C-glutaminu do buněčných metabolitů, včetně citrátu. V této souvislosti dále zkoumáme změny mitochondriálního redox stavu, neboť reakce IDH2 je spojena s oxidací NADPH.

Úloha spřažení mitochondriálního metabolismu a morfologie mitochondriální sítě v iniciaci a adaptaci buněk na hypoxii

Mitochondrie jsou hlavním buněčným senzorem kyslíku v buňce. Nachází-li se v buňka v přítomnosti nízké hladiny kyslíku, je nucena upravit svůj energetický metabolismus, což u buněk kultivovaných na glukóze spočívá převážně v iniciaci glykolýzy s následně zvýšenou produkcí laktátu na úkor mitochondriální produkce ATP. Tato změna je iniciována na transkripční úrovni pomoci HIF1 transkripčního faktoru. Zjistili jsme, že změna energetického metabolismu je doprovázena změnou morfologie mitochondriální sítě.  Použitím vysokorezoluční fluorescenční mikroskopie (BiPLANE) na našem oddělení v součinnosti ve spolupráci (Dr. Malínský, ÚEM) s elektronovou mikroskopií studujeme změny mitochondriální morfologie na úrovni vnitřní, vnější membrány a morfologii krist v závislosti na metabolismu buněk za hypoxické adaptace.

Mitochondriální kompartmenty zobrazeny pomocí exprimovaného fluorescenčního proteinu EOS targetovaného do

1. vnější mitochonriální membrány
2. mezimembránového prostoru
3. mitochondriální matrix.