ミトコンドリアの品質管理： 細胞はさまざまな品質制御メカニズムを採用してミトコンドリア機能を監視し、損傷または機能不全のミトコンドリアを排除します。ミトコンドリアの品質管理として知られるこのプロセスには、次のことが含まれます。
- mitophagy ：オートファジーのこの選択的な形式は、分解のために損傷したミトコンドリアを標的とします。損傷したミトコンドリアは、オートファジー受容体によって認識され、その後オートファゴソームによって包まれたユビキチンタンパク質でタグ付けされています。オートファゴソームはリソソームと融合し、損傷したミトコンドリアの分解につながります。
- ミトコンドリア融合と核分裂： 健康なミトコンドリアと損傷したミトコンドリアの融合は、機能を回復し、欠陥を補完するのに役立ちます。逆に、核分裂はミトコンドリアの損傷した部分を分離し、マイトファジーによる選択的除去を可能にします。
- ミトコンドリアの展開タンパク質応答（UPRMT） ：細胞の展開されたタンパク質応答と同様に、ミトコンドリアタンパク質の折り畳みまたは輸入が破壊されると、UPRMTが活性化されます。この応答は、ミトコンドリアシャペロン、プロテアーゼ、およびその他の要因の合成を引き起こし、タンパク質の折り畳み欠陥を是正し、ミトコンドリア機能を回復します。
抗酸化防御： ミトコンドリアは反応性酸素種（ROS）の主要な供給源であり、ミトコンドリア成分に酸化的損傷を引き起こす可能性があります。これに対抗するために、細胞には抗酸化防御システムがあります。
- 酵素抗酸化物質 ：スーパーオキシドジスムターゼ（SOD）、カタラーゼ、グルタチオンペルオキシダーゼなどの酵素はROSを除去し、それらを無害な分子に変換します。
- 非酵素抗酸化物質 ：グルタチオン、コエンザイムQ10、ビタミンCおよびEなどの小分子は、ROSを中和し、ミトコンドリア構造を保護するのに役立ちます。
DNA修復メカニズム： ミトコンドリアDNA（mtDNA）は、ROSやその他の要因による損傷の影響を受けやすくなっています。細胞は、mtDNAに固有のDNA修復メカニズムを持っています。
- ベース切除修復（BER） ：この経路は、mtDNAの損傷した個々の塩基を修理します。
- 一本鎖切断修復（SSBR） ：このメカニズムは、mtDNAの一本鎖の休憩を修復します。
- 二鎖切断修理（DSBR） ：この経路は、mtDNAのより深刻な二本鎖の休憩を修復します。
核ミトコンドリアコミュニケーション： 細胞には、核とミトコンドリアの間のコミュニケーションを調整するシグナル伝達経路があります。ミトコンドリアの欠陥が検出されると、これらの経路はシグナルを核に送信し、遺伝子発現の変化とミトコンドリアの修復または生合成を促進する因子の産生につながります。
これらの保護メカニズムを使用することにより、細胞はミトコンドリアの完全性を維持し、機能不全のミトコンドリアの蓄積を防ぎ、適切な細胞機能を確保することができます。
