Paper: DRP-1-dependent autophagy, heat stress and mitochondrial rebuilding CFATG
Paper: DRP-1-dependent autophagy, heat stress and mitochondrial rebuilding

Autophagy facilitates mitochondrial rebuilding after acute heat stress via a DRP-1–dependent process

Yanfang Chen, Romane Leboutet, Céline Largeau, Siham Zentout, Christophe Lefebvre, Agnès Delahodde, Emmanuel Culetto, Renaud Legouis.J Cell Biol. 2021 Apr 5;220(4):e201909139. doi: 10.1083/jcb.201909139. Pubmed PMID: 33734301.

Contact: renaud.legouis@i2bc.paris-saclay.fr

Lien vers l’article/Link to the paper:
https://rupress.org/jcb/article-abstract/220/4/e201909139/211895/Autophagy-facilitates-mitochondrial-rebuilding?redirectedFrom=fulltext

Résumé de l’article:
Un processus d’autophagie dépendant de DRP-1 facilite la reconstruction du réseau mitochondrial et l’adaptation à un stress thermique aigu.
L’hétérogénéité environnementale, telle que des variations de température ambiante, peut induire des conditions stressantes qui engagent la capacité des organismes à préserver leur homéostasie cellulaire. L’intensité et la durée d’un stress thermique peuvent affecter très différemment la réponse cellulaire, allant d’un effet bénéfique à la mort de la cellule. L’autophagie, mécanisme de dégradation et de recyclage des constituants cellulaires, est l’une des principales réponses induites par le stress thermique.
En utilisant l’animal modèle Caenorhabditis elegans, le laboratoire de Renaud Legouis a développé un nouveau paradigme pour étudier l’adaptation à un stress thermique aigu non létal. Ce stress se traduit par une fragmentation transitoire des mitochondries, la formation d’agrégats dans la matrice mitochondriale, la diminution de la respiration cellulaire et un retard du développement. De plus, les auteurs observent un flux autophagique, associé à des événements de mitophagie, dans de nombreux tissus. L’autophagie permet la reconstruction du réseau mitochondrial et module la capacité adaptative de C. elegans lors du développement, montrant que la réponse autophagique est protectrice pour l’animal.
En utilisant des approches génétiques et cellulaires, les auteurs ont montré que les mitochondries sont un site majeur de la biogenèse des autophagosomes dans l’épiderme, à la fois dans des conditions standard et de stress thermique. Ils ont identifié la protéine DRP-1 (dynamin-related protein 1) impliquée dans la fission mitochondriale, comme un acteur important du processus d’autophagie et de l’adaptation au choc thermique aigu. Ils proposent que DRP-1 est impliquée dans la coordination de la fission mitochondriale et de la biogenèse des autophagosomes dans des conditions de stress.

Abstract:
A DRP-1 dependent autophagy facilitates mitochondrial rebuilding and adaptation to acute heat-stress
Environmental heterogeneity, such as variations in ambient temperature, induces stressful conditions that challenges the ability of organisms to maintain cell homeostasis. The intensity and duration of heat stress can affect cell response very differently, ranging from a beneficial effect to cell death. Autophagy, a mechanism for degrading and recycling of cellular constituents, is one of the main responses induced by heat stress.
Using the model animal Caenorhabditis elegans, Renaud Legouis’ laboratory has developed a new paradigm to study adaptation to acute non-lethal heat-stress (aHS). This stress results in transient fragmentation of mitochondria, formation of aggregates in the mitochondrial matrix, decreased cellular respiration, and delayed development. Moreover, an active autophagy flux associated to mitophagy events is triggered in many tissues. It enables the rebuilding of the mitochondrial network and modulates the adaptive capacity of the C. elegans during development, showing that the autophagic response is protective for the animal.
Using genetic and cellular approaches, the authors showed that mitochondria are a major site for autophagosome biogenesis in the epidermis, under both standard and heat stress conditions. They identified DRP-1 (dynamin-related protein 1), involved in mitochondrial fission, as an important player for the autophagy process and the adaptation to aHS. They propose that DRP-1 is involved in coordinating mitochondrial fission and autophagosomes biogenesis in stress conditions.

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