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我國科學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)線粒體基因編碼第14個蛋白質(zhì)
2024年05月07日 10時26分   人民網(wǎng)

熱熱鬧鬧的線粒體大廠中,線粒體基因細胞色素b(CYTB)兄弟的一項全新能力,已被我國科學(xué)家解鎖出來。5月3日,國際期刊《細胞-代謝》刊發(fā)了中國科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院劉興國課題組的該項研究成果。他們首次發(fā)現(xiàn)并證實了線粒體基因細胞色素b可編碼一個新的線粒體基因編碼胞質(zhì)翻譯的蛋白CYTB-187AA,進一步表明CYTB-187AA在哺乳動物的早期發(fā)育中發(fā)揮重要作用。該研究改寫了教科書中“線粒體基因組編碼13個蛋白”的論斷。

在細胞中,有許許多多的細胞器,像是不同的車間,有秩序的進行生命活動,維持整個細胞的運轉(zhuǎn)。其中,線粒體是一種特殊的細胞器,它們具有自己的DNA,稱為線粒體基因組。

“細胞核里儲存有人體重要的基因組?;蚪M進行轉(zhuǎn)錄和翻譯,逐漸構(gòu)建出我們個體的主要成分,是我們最根本的生命物質(zhì)。線粒體基因組也會進行轉(zhuǎn)錄和翻譯。”論文通訊作者劉興國介紹,“線粒體很小,容納的線粒體基因組也小,只包含37個基因。這些基因各司其職,其中有13個基因可以編碼蛋白質(zhì)。”

線粒體基因CYTB編碼胞質(zhì)翻譯的CYTB-187AA調(diào)控早期發(fā)育。(受訪對象供圖)

線粒體基因組編碼區(qū)是否可以使用細胞質(zhì)標準遺傳密碼編碼新的蛋白質(zhì)?研究團隊選取唯一的呼吸鏈復(fù)合物III的線粒體編碼基因——CYTB作為研究對象。

他們發(fā)現(xiàn),CYTB除了在線粒體中編碼細胞色素b之外,還可以利用胞質(zhì)密碼子,編碼一個新的線粒體基因組編碼胞質(zhì)翻譯的蛋白CYTB-187AA。這個蛋白質(zhì)定位到線粒體,通過與SLC25A3蛋白相互作用,調(diào)節(jié)能量的產(chǎn)生以參與早期發(fā)育過程。

為了驗證其線粒體基因組來源,研究團隊比較了線粒體基因組缺失細胞和野生型細胞,發(fā)現(xiàn)CYTB-187AA僅在后者表達。“我們在敲降小鼠模型中,發(fā)現(xiàn)CYTB-187AA的減少會減少卵泡數(shù)量,從而損害雌性的生育能力?!眲⑴d國表示。

此前,13個線粒體基因編碼的mRNA能否利用胞漿核糖體翻譯出新的蛋白的可能性尚未被探索。該研究改寫了教科書中“線粒體基因組編碼13個蛋白”的論斷,發(fā)現(xiàn)CYTB基因可以使用胞質(zhì)核糖體的標準遺傳密碼編碼第14個全新蛋白質(zhì)?!霸撃J降挠⑽目s寫PACT具有‘約定’含義,因此將這一新模式稱為‘線粒體約定’?!眲⑴d國表示,此研究揭示了CYTB-187AA在胞質(zhì)翻譯后定位到線粒體基質(zhì)中,通過能量通用貨幣“三磷酸腺苷”依賴的方式調(diào)控早期發(fā)育,在哺乳動物的早期發(fā)育中發(fā)揮重要作用。(葉青 胡冰鑫)

(責(zé)任編輯:蔡文斌)

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