近日,中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所王恩多研究组,与芬兰科学家合作的最新研究成果,以Editing activity for eliminating mischarged tRNAs is essential in mammalian mitochondria为题,发表在《核酸研究》(Nucleic Acids Research)上。
上海生科院等发现线粒体翻译质量控制对于胚胎发育的重要性
哺乳动物细胞含有两个相对独立的翻译系统:细胞质和线粒体翻译系统。人线粒体翻译系统合成13种线粒体基因组编码的氧化呼吸链复合物亚基,对于氧化呼吸链复合物的组装及线粒体功能至关重要。细胞质翻译系统需要高度的保真性,以确保核基因信息的精确传递。例如,小鼠细胞质丙氨酰-tRNA合成酶(alanyl-tRNA synthetase, AlaRS)的保真性缺失或受损,使错误蛋白质聚焦,进而导致神经退行性疾病或心脏病。但对于线粒体基因组传递的保真性及其体内意义,人们知之甚少。
研究中,研究人员首次克隆、表达了成熟形式的人线粒体丙氨酰-tRNA合成酶(hmtAlaRS)基因AARS2,纯化获得了高纯度的hmtAlaRS。体外研究表明,hmtAlaRS显著误活化非对应氨基酸Ser,利用转移后编校反应水解误氨基酰化产物Ser-tRNAAla;如果编校反应受损会导致线粒体基因组编码的蛋白质上Ala突变为Ser;发现hmtAlaRS C749A和V760E点突变不同程度地破坏酶的转移后编校反应。研究进一步获得小鼠线粒体AlaRS (mmtAlaRS) C744A(对应hmtAlaRS C749A)点突变小鼠及V755E(对应hmtAlaRS V760E)点突变小鼠,发现纯合型小鼠胚胎致死,证实mmtAlaRS介导的编校反应受损对小鼠线粒体发挥正常功能以及胚胎发育具有重要作用。该研究从动物水平上首次揭示线粒体翻译质量控制的重要意义。
研究工作获得国家重点研发计划、国家自然科学基金、中科院、上海市科委等的资助。
几十年来,我们已经知道超过50%的癌症存在体细胞的线粒体DNA(mtDNA)突变。而生殖细胞中的线粒体DNA突变是人类遗传性代谢疾病最常见的原因,其影响已经得到证实。然而,线粒体DNA突变在癌症中的生......
RNA编辑广泛存在于植物的线粒体和叶绿体中。RNA编辑作为一种RNA转录后加工机制,对于调控基因表达具有重要意义。RNAC-U的编辑是胞嘧啶(C)经过脱氨转变为尿嘧啶(U)的过程。在此过程中,PPR(......
肿瘤微环境中T细胞效应功能的丧失是免疫治疗失败的主要原因之一。代谢适应对T细胞功能和命运具有重要的调控作用。线粒体能量代谢受到多种线粒体行为的影响,包括线粒体融合和线粒体-内质网耦连,而目前人们对肿瘤......
帕金森病是一种脑部疾病,它会逐渐导致行动困难、震颤,最终痴呆。在其长达数年的病程中,早期诊断往往非常困难。近日,一项使用啮齿动物和帕金森病患者组织的研究表明,血液样本中发现的DNA损伤为早期诊断该疾病......
在一项新的研究中,来自美国西北大学的研究人员发现线粒体能调节肺泡上皮细胞发育所必需的细胞信号,其中肺泡上皮细胞是交换氧气和二氧化碳以避免呼吸衰竭的关键细胞。相关研究结果于2023年8月9日在线发表在N......
近日,《氧化还原生物学》(RedoxBiology)在线发表了中国科学院分子细胞科学卓越创新中心研究员周小龙研究组与中国科学院生物物理研究所研究员陈畅研究组的合作研究成果Mitochondrialtr......
一项突破性的研究发现了线粒体的一种代谢物与触发炎症反应之间的联系。作为我们细胞的重要组成部分,线粒体在执行各种任务中发挥着至关重要的作用,如细胞运作所需的化学反应。这些功能之一是生产能量,这对细胞生长......
波恩大学和新加坡国立大学的科学家们发现了一种新型的细胞内"烟雾探测器"。这种传感器会提醒细胞注意线粒体的损坏--线粒体是提供能量的细胞动力室。这种传感器的功能失调可能导致慢性皮肤病......
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随着年龄的增长,染色体的端粒逐渐缩短。美国索尔克研究所的科学家们发现,当端粒变得非常短时,它们会与“细胞的发电厂”线粒体进行交流。这种交流会触发一组复杂的信号通路,并引发炎症反应,从而破坏可能癌变的细......