The majority of axonal mitochondria in mammalian neurons lack mitochondrial DNA and do not produce ATP
Notice bibliographique
Résumé
In neurons of the mammalian central nervous system (CNS), axonal mitochondria are thought to be indispensable for supplying ATP during energy-consuming processes such as neurotransmitter release. We have previously shown that glutamatergic excitatory cortical pyramidal neurons (CPNs) are characterized by a striking compartmentalization of mitochondrial structure. Axonal mitochondria are maintained at a small uniform size (~1 microns length) by high levels of MFF-dependent fission, whereas dendritic mitochondria form a highly fused network of mitochondria throughout the entire dendritic arbor(1, 2). Here, we tested whether these striking structural differences reflect functional and molecular compartmentalization. Using four independent techniques, we reveal that in CPNs as well as in two subtypes of GABAergic inhibitory cortical interneurons and neuromodulatory dopaminergic neurons of the substantia nigra, the majority of axonal, but not dendritic, mitochondria lack mitochondrial DNA (mtDNA) in vivo. We also show that axonal mitochondria are depleted in both mtDNA-encoded mRNAs and proteins compared to dendritic mitochondria. Timelapse imaging establishes that most mitochondria entering nascent dendritic and axonal processes from the soma are small and lack mtDNA. Using dynamic, optical imaging of genetically encoded sensors for ATP and pH targeted to the mitochondrial matrix, we demonstrate that in axons of CPNs, but not in their dendrites, mitochondrial F1F0-ATP synthase (Complex V) functions in a reverse way, hydrolyzing ATP and extruding H+ out of the matrix to maintain mitochondrial membrane potential. Our results indicate that in neurons of the mammalian CNS, the majority of axonal mitochondria lack mtDNA and likely do not play a major role in ATP generation, despite playing other functions such as regulation of neurotransmission via presynaptic Ca2+ buffering (1, 3-5).
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Prédiction machine sur la base complète
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Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».