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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