新发现的线粒体功能障碍的机制

许多与年龄相关的疾病共享一个共同的特点:线粒体的细胞开始出现故障。虽然不知道原因,巴克研究所的科学家们已经发现了一种新的机制的线粒体开始出错,打开新的大门为研究人员探索如何开始解决这个问题。

“现在我们有这不同的假说的线粒体功能障碍发生在衰老和衰老相关疾病的原因,我们打开一个完全不同的思考方法,措施,减轻并逆转这一过程,”说巴克的Chuankai (Kai)周,博士学位,他是一个研究的资深作者发表在3月2日的问题eLife,领先的生物医学研究杂志建立的霍华德•休斯医学研究所,马普学会,威康信托基金会。

线粒体是通常被称为细胞的“大国”,限于结构提供单位的每一个细胞需要能量函数。它们参与许多关键进程,包括免疫反应,炎症和代谢。

线粒体功能障碍是与大多数慢性病,周说,包括神经退行性疾病、心血管疾病、癌症、糖尿病和肥胖。越来越多的证据表明,这种功能障碍导致衰老。

周的团队想要探索“线粒体生物起源”的贡献在衰老的线粒体功能障碍。线粒体生物起源的细胞过程,产生新的线粒体。它决定了细胞内线粒体的质量和数量,这两个下降在正常老化。在过去的几十年里,科学家已经描述了两个线粒体生物起源的主要步骤:线粒体蛋白在细胞的转录激活核以应对营养/代谢信号和细胞溶质的这些新合成的线粒体蛋白导入线粒体。然而,目前尚不清楚这两个步骤线粒体生物起源的相互协调精简线粒体蛋白质的合成和导入。周的研究小组发现,一种守恒的受体分子表面的线粒体叫Tom70可能负责协调这两个步骤通过调节细胞核内线粒体蛋白质的转录活动。

Tom70之前所知是促进新合成的导入线粒体蛋白质。不过周指出,蛋白质的数量必须创建调整来满足需求和线粒体的进口能力,但不过度生产,这样多余的细胞内的积累,破坏细胞,可以杀死他们。

在当前的研究中,他的团队用酵母作为模型来测试是否Tom70调节线粒体生物起源之间的错综复杂的平衡协调生产的蛋白质的线粒体,这些蛋白质可以被护送到线粒体。他们发现。类似的监管功能Tom70在果蝇是守恒的。

通信的两个进程需求和吸收进入线粒体之前没有联系。“我们的研究发现分子Tom70协调这两个方面桥梁两个独立的研究领域,”周说。

有趣的是,他们发现Tom70下降在衰老,这是与减少线粒体生物起源有关。类似的削减Tom70观察岁之前在果蝇和老鼠。团队继续表明,增加酵母线粒体功能障碍和延迟的Tom70水平增加寿命。这一发现联系在一起十多年了,是什么,增加Tom70可以保护人类细胞免受一些慢性疾病,如心血管疾病,但机械的细节不知道为什么会发生这种情况。“我们发现这种蛋白的新功能,我们提供一种机制Tom70如何做好事的细胞,”周说。

周说他可以想象很多方式,这种理解可以指向衰老研究的新方向。例如,Tom70通路与寿命增加的热量限制。“此外,如果事实证明我们的假设是正确的,这自然会导致产品,如补充剂或药物。只是需要时间,”他说。

为自己,周说,他打算深入研究酵母遗传学发现机制的细节,比如如何Tom70与原子核。“美丽的基础研究,它真的让你探索之前并不存在的东西,”他说。翻译“我们很兴奋,但是我们更兴奋一些崭新的,没有人知道。”

参考:刘问,Chang CE、Wooldredge AC,方B,肯尼迪BK,周c Tom70-based转录调节线粒体生物起源和衰老。eLife。2022;11:e75658。doi:10.7554 / eLife.75658

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