断裂的线粒体用“吃我”蛋白质召唤“死神”

【字体: 时间:2019年04月15日 来源:

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  当线粒体受损时,它们通过向细胞蛋白发送信号来降解线粒体,从而避免引起进一步问题。在2019年4月11日发表在《Developmental Cell》杂志上的一篇论文中,挪威科学家报告说他们发现了细胞是如何触发这个过程的,这个过程被称为线粒体自噬(mitophagy)。

  

在线粒体断裂的细胞中,两种蛋白质——NIPSNAP 1和NIPSNAP 2——积聚在线粒体表面,起到“吃我”信号的作用,招募破坏它们的细胞机制。

NIPSNAP 1和2通常存在于健康的线粒体内,尽管它们在细胞内的功能未知,”奥斯陆大学(University of Oslo)基础医学科学研究所分子医学系教授Anne Simonsen说。“当细胞的呼吸链被破坏,线粒体受损时,这些蛋白质进入线粒体的基质和内膜空间就会被中断。在这种情况下,输入系统不起作用,它们仍然与受损线粒体表面结合,发出线粒体自噬信号。”

在这项研究中,研究人员研究了人类的Hela细胞,其中NIPSNAP 1和NIPSNAP 2功能都被消除了。”当我们这样做的时候,这些细胞在损伤后不能清除线粒体,”Simonsen说。然而,在含有功能性NIPSNAP蛋白的细胞中,当通过添加化学干扰剂诱导线粒体自噬后,他们观察到了NIPSNAP蛋白与PINK和PARKIN蛋白的协同作用,这些蛋白已知在触发自噬和在帕金森病中起作用。

PARKIN用泛素标记细胞,泛素是一种引导细胞降解的小蛋白。“泛素是招募自噬的经典信号,”共同作者、北极挪威大学特罗姆大学(University of Tromsø - The Arctic University of Norway)的Terje Johansen说。“我们发现,除了泛素外,NIPSNAP蛋白还需要招募自噬蛋白;除非这些NIPSNAP蛋白在线粒体表面被发现,否则它们不会针对线粒体。”

研究小组通过研究斑马鱼动物模型的NIPSNAP/PINK/PARKIN机制,证明这一发现在体内具有重要的生理意义。他们比较了野生型斑马鱼和NIPSNAP 1蛋白丰度降低的鱼系。

Simonsen说:“我们发现缺乏足够功能的NIPSNAP 1的突变鱼不能像野生型鱼那样移动。”它们具有帕金森样表型,多巴胺能神经元数量减少。然而,可以通过在水中加入左旋多巴(L-DOPA)来修复这种运动缺陷,左旋多巴是治疗人类帕金森病的同一种化合物。

更引人注目的是,完全缺乏NIPSNAP 1蛋白的动物在5天内死亡,”显然,线粒体的清除对于这些多巴胺能神经元的健康是重要的。这一点尤其重要,因为神经元通常不能分裂,”Johansen说。作为进化上保守的蛋白质,NIPSNAP蛋白质遍布动物界,包括人类。

原文检索:Developmental Cell, Abudu, Pankiv, and Mathai et al. NIPSNAP1 and NIPSNAP2 act as "eat me" signals for mitophagy

(生物通:伍松)

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