Les mitochondries sont des organites hautement dynamiques qui modifient en permanence leur forme, leur taille et leur organisation pour répondre aux besoins énergétiques de la cellule. Ce processus, appelé dynamique mitochondriale, repose sur deux mécanismes principaux : la fusion, où les mitochondries s’unissent, et la fission, où elles se divisent. Ces changements sont essentiels au bon fonctionnement des mitochondries et à la santé cellulaire.
La fusion mitochondriale est régulée par des protéines spécifiques, les Mitofusines (Mfn1/2) et Optic Atrophy 1 (Opa1), qui permettent aux mitochondries de fusionner et de partager leur contenu. À l’inverse, la protéine Drp1 (dynamin-related protein 1) est indispensable à la fission, permettant aux mitochondries de se diviser. Fait intéressant, la fusion et la fission se produisent aux sites de contact entre le réticulum endoplasmique et les mitochondries (ERMCS), des zones spécialisées où ces deux organites interagissent.

La dynamique mitochondriale est influencée par divers signaux cellulaires. Par exemple, en cas de privation d’acides aminés, les mitochondries deviennent plus longues et plus interconnectées, probablement pour optimiser l’utilisation de l’énergie. Toutefois, nous avons découvert que la privation de glucose n’allonge pas les mitochondries, mais augmente leur connectivité et leur ramification, indiquant une réponse adaptative différente.
Grâce à l’imagerie en temps réel, nous avons observé un comportement mitochondrial inédit : le bourgeonnement mitochondrial, où de petites branches émergent sur les côtés des mitochondries. Ce phénomène se produit fréquemment en cas de privation de glucose et semble permettre aux mitochondries de renforcer leur connectivité. Contrairement à la fission, qui divise les mitochondries en unités distinctes, le bourgeonnement préserve l’intégrité du réseau mitochondrial, ce qui pourrait aider à maintenir leur fonctionnement sous stress métabolique.
Nos recherches ont également révélé que le bourgeonnement mitochondrial dépend des microtubules, des structures essentielles au transport cellulaire. De plus, ce processus se déroule spécifiquement aux ERMCS, où Mfn2 est présent, mais Drp1 est absent, suggérant que le bourgeonnement est davantage lié à la fusion mitochondriale qu’à la fission.
Ces découvertes mettent en évidence le bourgeonnement mitochondrial comme un nouveau mécanisme de la dynamique mitochondriale. Elles offrent une perspective inédite sur l’adaptation des mitochondries au stress métabolique, en particulier lors d’une privation de glucose. Une meilleure compréhension de ce processus pourrait avoir des implications majeures dans le métabolisme cellulaire et les maladies associées à un dysfonctionnement mitochondrial, telles que les maladies neurodégénératives et les troubles métaboliques.

En identifiant le bourgeonnement mitochondrial comme un mécanisme distinct de la fusion et de la fission traditionnelles, notre recherche enrichit les connaissances actuelles sur la plasticité mitochondriale et ouvre de nouvelles pistes pour explorer la régulation de la production énergétique cellulaire.