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Nature:揭示细胞中的溶酶体和线粒体相互交谈

来源:本站原创 2018-01-28 13:45

2018年1月28日/生物谷BIOON/---在一项新的研究中,来自美国西北大学费恩柏格医学院的研究人员发现两种关键的细胞结构---线粒体和溶酶体---在细胞中直地接相互接触来调节它们各自的功能。这一罕见的发现对帕金森病和癌症等许多疾病的研究和理解正常的老化都产生影响。相关研究结果于2018年1月24日在线发表在Nature期刊上,论文标题为“Mitochondria–lysosome contacts regulate mitochondrial fission via RAB7 GTP hydrolysis”。
线粒体,图片来自Wikipedia commons。

论文通信作者、西北大学费恩柏格医学院神经科主任Dimitri Krainc博士说,“在某些方面,我们猜测科学家们会在21世纪发现我们的细胞中的所有主要的内部工作机制。迄今为止,在这项研究中,我们获得一项新的观察结果:这两种细胞器直接相互对话。这是一项令人吃惊的发现,为正常的细胞功能提供新的见解,并且有可能会对许多疾病产生影响。”

线粒体和溶酶体对身体中的每一个细胞都是至关重要的,在那里它们发挥截然不同的作用:线粒体为细胞产生能量,而溶酶体回收细胞中的废弃物。这些细胞器发生的功能障碍与神经退行性疾病和癌症等许多疾病存在关联。

根据之前发表在Science期刊上的一项研究(Science, doi:10.1126/science.aam9080),Krainc实验室已鉴定出在帕金森病中,线粒体和溶酶体功能障碍之间存在功能上的关联性。然而,当前的这项新的研究是首次鉴定出这两种细胞器之间存在直接的物理接触。

通过利用视频显微镜观察这两种经过荧光标记的细胞器,这些研究人员发现线粒体和溶酶体在活的人细胞中形成了稳定的接触。他们还采用其他的先进的成像技术---包括电子显微镜和超分辨成像技术---来发现这些接触的形成和随后的松开受到一种被称作RAB7的溶酶体蛋白的调节。

论文第一作者、Krainc实验室博士后研究员Yvette Wong说,“发现这些线粒体-溶酶体接触是非常令人兴奋的。我们如今证实这些接触提供了潜在的位点从而使得线粒体和溶酶体能够交谈,而且这提示着对这种接触位点的调节存在缺陷可能会导致各种人类疾病。”

在随后的研究中,科学家当前正在研究让线粒体和溶酶体直接接触的蛋白存在功能障碍时如何可能影响这两种细胞器的功能,这是因为其中的某些蛋白发生的突变已与神经疾病存在关联。

Krainc 说,“如今,我们知道这两种细胞器之间直接进行交谈是非常重要的。这些接触如何精确地在包括帕金森病在内的各种疾病中受到破坏,以及如何通过治疗手段恢复这些接触将是未来深入研究的课题。”(生物谷 Bioon.com)

参考资料:

Yvette C. Wong, Daniel Ysselstein & Dimitri Krainc. Mitochondria–lysosome contacts regulate mitochondrial fission via RAB7 GTP hydrolysis. Nature, Published online: 24 January 2018, doi:10.1038/nature25486

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