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Significance: Mitochondrial (mt) reticulum network in the cell possesses amazing ultramorphology of parallel lamellar cristae, formed by the invaginated inner mitochondrial membrane. Its non-invaginated part, the inner boundary membrane (IBM) forms a cylindrical sandwich with the outer mitochondrial membrane (OMM). Crista membranes (CMs) meet IBM at crista junctions (CJs) of mt cristae organizing system (MICOS) complexes connected to OMM sorting and assembly machinery (SAM). Cristae dimensions, shape, and CJs have characteristic patterns for different metabolic regimes, physiological and pathological situations. Recent Advances: Cristae-shaping proteins were characterized, namely rows of ATP-synthase dimers forming the crista lamella edges, MICOS subunits, optic atrophy 1 (OPA1) isoforms and mitochondrial genome maintenance 1 (MGM1) filaments, prohibitins, and others. Detailed cristae ultramorphology changes were imaged by focused-ion beam/scanning electron microscopy. Dynamics of crista lamellae and mobile CJs were demonstrated by nanoscopy in living cells. With tBID-induced apoptosis a single entirely fused cristae reticulum was observed in a mitochondrial spheroid. Critical Issues: The mobility and composition of MICOS, OPA1, and ATP-synthase dimeric rows regulated by post-translational modifications might be exclusively responsible for cristae morphology changes, but ion fluxes across CM and resulting osmotic forces might be also involved. Inevitably, cristae ultramorphology should reflect also mitochondrial redox homeostasis, but details are unknown. Disordered cristae typically reflect higher superoxide formation. Future Directions: To link redox homeostasis to cristae ultramorphology and define markers, recent progress will help in uncovering mechanisms involved in proton-coupled electron transfer via the respiratory chain and in regulation of cristae architecture, leading to structural determination of superoxide formation sites and cristae ultramorphology changes in diseases. Antioxid. Redox Signal. 39, 635-683.

Titel:	Mitochondrial Cristae Morphology Reflecting Metabolism, Superoxide Formation, Redox Homeostasis, and Pathology.
Autor/in / Beteiligte Person:	Ježek, P ; Jabůrek, M ; Holendová, B ; Engstová, H ; Dlasková, A
Zeitschrift:	Antioxidants & redox signaling, Jg. 39 (2023-10-01), Heft 10-12, S. 635-683
Veröffentlichung:	Larchmont, NY : Mary Ann Liebert, Inc., 1999-, 2023
Medientyp:	academicJournal
ISSN:	1557-7716 (electronic)
DOI:	10.1089/ars.2022.0173
Schlagwort:	Homeostasis Oxidation-Reduction Adenosine Triphosphate metabolism Mitochondrial Proteins metabolism Mitochondrial Membranes metabolism Superoxides metabolism
Sonstiges:	Nachgewiesen in: MEDLINE Sprachen: English Publication Type: Journal Article; Review; Research Support, Non-U.S. Gov't Language: English [Antioxid Redox Signal] 2023 Oct; Vol. 39 (10-12), pp. 635-683. <i>Date of Electronic Publication: </i>2023 Apr 11. MeSH Terms: Mitochondrial Membranes* / metabolism ; Superoxides* / metabolism ; Homeostasis ; Oxidation-Reduction ; Adenosine Triphosphate / metabolism ; Mitochondrial Proteins / metabolism References: Cell Metab. 2019 Feb 5;29(2):399-416.e10. (PMID: 30449682) ; Aging Cell. 2021 Oct;20(10):e13476. (PMID: 34521156) ; Proc Natl Acad Sci U S A. 2006 May 16;103(20):7607-12. (PMID: 16682634) ; Trends Biochem Sci. 2021 May;46(5):348-350. (PMID: 33618948) ; Biochem J. 2004 Jul 1;381(Pt 1):19-23. (PMID: 15125685) ; Nature. 2018 Aug;560(7716):102-106. (PMID: 30022159) ; Life (Basel). 2022 Mar 10;12(3):. (PMID: 35330152) ; Annu Rev Biochem. 2019 Jun 20;88:515-549. (PMID: 30901262) ; Elife. 2018 Oct 03;7:. 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Mitochondrial Cristae Morphology Reflecting Metabolism, Superoxide Formation, Redox Homeostasis, and Pathology.