Programowana śmierć komórki (PCD) lub apoptoza jest normalną częścią metabolizmu zwierząt. Czasami proces ten może nastąpić na niewłaściwym etapie rozwoju, powodując chorobę. Zwykle enzymy zwane kaspazami są odpowiedzialne za wywoływanie śmierci komórek. Alternatywnym procesem prowadzącym do PCD jest białko zwane czynnikiem indukującym apoptozę (AIF). Białko to znajduje się w mitochondriach i przemieszcza się do jądra, powodując degradację DNA, a następnie śmierć komórki.
Apoptoza jest normalną częścią metabolizmu komórkowego. W ludzkim ciele nieustannie umierają komórki, a następnie je zastępuje. Jeśli proces ten nie jest prawidłowo regulowany, może mieć poważny wpływ na fizjologię człowieka. Na przykład komórki rakowe przechodzą PCD znacznie rzadziej niż zdrowe komórki i są zdolne do rozprzestrzeniania się i stawania się guzami. Alternatywnie, jeśli regulacja powoduje apoptozę zbyt często, komórki mogą obumrzeć, gdy są potrzebne do funkcjonowania tkanki.
Mitochondria to struktury komórkowe oddzielone od reszty komórki błoną zewnętrzną. Posiadają również wewnętrzną membranę. Pomiędzy tymi dwiema błonami znajduje się przestrzeń wypełniona płynem, który zawiera wiele białek, szczególnie tych zaangażowanych w wytwarzanie energii dla komórek. W przestrzeni tej znajduje się czynnik indukujący apoptozę, który działa na drodze oddechowej.
Wiele białek zaangażowanych w spowodowanie śmierci komórek to kaspazy, ale czynnik indukujący apoptozę to zupełnie inny rodzaj białka. Enzym ten jest flawoproteiną, wyspecjalizowanym białkiem zaangażowanym w przenoszenie elektronów. Występuje w szerokiej gamie komórek eukariotycznych, od człowieka po organizm orzęskowy Tetrahymena. Badania nad sekwencją białka i genów kodujących czynniki indukujące apoptozę wykazały, że jest to białko starożytne, którego ewolucja sięga bardzo odległych czasów.
Kiedy wczesne sygnały inicjują PCD, zewnętrzna błona mitochondriów staje się nieszczelna. AIF jest uwalniany ze swojego przedziału w mitochondriach i wchodzi do cytozolu, płynnego środowiska komórki. Stamtąd dociera do jądra. Białko to powoduje fragmentację DNA w jądrze. W trakcie tego procesu wpływa na integralność strukturalną jądra poprzez zakłócenie struktury chromatyny, powodując wczesny etap zaprogramowanej śmierci komórki.
Regulacja czynnika indukującego apoptozę została bardzo dokładnie zbadana na modelach zwierzęcych. Doprowadziło to do korelacji aktywności AIF i śmierci komórek neuronowych. Choroby takie jak choroba Lou Gehriga zostały skorelowane z taką aktywnością w badaniach na zwierzętach.
Wiadomo, że wiele ludzkich chorób jest spowodowanych problemami funkcjonalnymi mitochondriów. Inny rodzaj nieprawidłowej regulacji może wystąpić w przypadku czynnika wywołującego apoptozę, gdy nadal znajduje się on w swojej lokalizacji mitochondrialnej. Badania genetyczne skorelowały mutacje, które wpływają na AIF, gdy jest ono zlokalizowane w normalnym przedziale komórkowym, z wieloma chorobami ludzkimi wynikającymi z nieprawidłowego funkcjonowania mitochondriów.