Mitochondrial oxidative phosphorylation and energetic status are reflected by morphology of mitochondrial network in INS-1E and HEP-G2 cells viewed by 4Pi microscopy

0314590 - FGÚ 2009 RIV NL eng J - Journal Article
Hlavatá, Lydie - Lessard, M. - Šantorová, Jitka - Bewersdorf, J. - Ježek, Petr
Mitochondrial oxidative phosphorylation and energetic status are reflected by morphology of mitochondrial network in INS-1E and HEP-G2 cells viewed by 4Pi microscopy.
[Oxidativní fosforylace a energetický status jsou reflektovány morfologií mitochondriální sítě u INS-1E a HEP-G2 buněk zobrazených 4Pi mikroskopií.]
Biochimica Et Biophysica Acta-Bioenergetics. Roč. 1777, 7-8 (2008), s. 834-846. ISSN 0005-2728. E-ISSN 1879-2650
R&D Projects: GA MZd(CZ) NR7917; GA MZd NR9183; GA AV ČR(CZ) IAA500110701; GA ČR(CZ) GP303/05/P100
Institutional research plan: CEZ:AV0Z50110509
Keywords : 4Pi microscopy * 100 nm 3D imaging * mitochondrial network
Subject RIV: EA - Cell Biology
Impact factor: 4.447, year: 2008

Using 4Pi microscopy, 3D morphology changes of mitochondrial reticulum network responding to decreased oxidative phosphorylation have been observed in INS-1E and HEP-G2 cells at an unprecedented 100 nm level of detail. In INS-1E cells a single interconnected mitochondrion with a nearly constant 262+26 nm tubule diameter was found. With rotenone inhibiting respiration to 10%, disintegration into several reticula and numerous 300 nm spheres or short tubules was observed. De-energization by uncoupling additionally led to formation of rings and bulky cisternae of 1.4+0.4 μm diameter. Rotenone and uncoupler acted synergically in INS-1E cells and increased fusion (ongoing with fission) forming bowl-like shapes. In HEP-G2 cells fission partially ceased with FCCP plus rotenone. Thus we have revealed previously undescribed details for shapes upon mitochondrial disintegration and clearly demonstrate that high resolution 3D microscopy is required for visualization of mitochondrial network

S využitím 4Pi mikroskopie jsme sledovali 3D morfologii mitochondriální sítě a její změny v závislosti na stupni oxidativní fosforylace u INS-1E a HEP-G2 buněk v bezprecedentní detailní úrovni 100 nm. Jediná mitochondrie, retikulární síť byla nalezena u INS-1E buněk s průměrem tubulů 262+26 nm. Rotenon inhibující respiraci na zbylých 10% dezintegroval tuto síť na několik částí a početné kuličky a krátké segmenty. Odpřažení vedlo navíc k tvorbě prstenců. Rotenon při odpřažení ještě zvýšil fúzování objektů do tvorby miskovitých útvarů. Odhalili jsme tak dříve nepopsané tvary mitochondriální sítě a zjistli, že 3D mikroskopie s vysokým rozlišením je nutné pro její studium
Permanent Link: http://hdl.handle.net/11104/0165054