Cell：科学家发现线粒体自噬的关键标签蛋白
2016-12-26 生物360 pippi 生物360 pippi
UT西南医学中心的研究人员发现了细胞用于发现和清除的细胞器的机制，这些细胞器被称为线粒体，当这些细胞器受损时，会导致遗传问题、癌症、神经变性疾病、炎症性疾病和衰老。UT西南自动化研究中心主任Beth Levine博士和该研究的资深作者Beth Levine博士在今天发表的Cell中表示，了解这一过程的工作原理可能会产生新的治疗方法，以防止某些疾病，甚至某些方面的老化。自噬研究中心是全国唯一的自噬研
UT西南医学中心的研究人员发现了细胞用于发现和清除的细胞器的机制，这些细胞器被称为线粒体，当这些细胞器受损时，会导致遗传问题、癌症、神经变性疾病、炎症性疾病和衰老。
UT西南自动化研究中心主任Beth Levine博士和该研究的资深作者Beth Levine博士在今天发表的Cell中表示，了解这一过程的工作原理可能会产生新的治疗方法，以防止某些疾病，甚至某些方面的老化。自噬研究中心是全国唯一的自噬研究中心，它研究称为自噬的过程，自噬的发生让细胞清除了受损或不必要的组分。
(L-R) Dr. Wei-Chung "Daniel" Chiang, Dr. Beth Levine, and Dr. Yongjie Wei. Credit: UT Southwestern Medical Center
图片来源：MedicalPress
线粒体通常被称为“细胞的能量供应站”，因为这些细胞组分像细胞内的小工厂一样将诸如糖的化合物转化为细胞可以使用的能量。
但线粒体也有它不利的一面：由于它们的能量很高，当它们被损坏时，会释放活性氧的有毒化学物质到细胞的其余部分，Dr. Yongjie Wei，UT Southwestern主持该研究的第一作者。
Levine博士，内科和微生物学教授和霍华德休斯医学研究所研究员说，“通过自噬去除损伤的线粒体（称为线粒体自噬）对于细胞健康是很重要的。”
研究人员已经注意到发现在线粒体外膜上的“标签”蛋白—特别是附着这些标签的蛋白质Parkin—来解释细胞降解细胞器，称为自噬体，靶向病态线粒体，Levine博士（Charles Cameron Sprague生物医学科学的杰出主席）解释道。（自噬体是双膜囊泡，其含有在称为自噬的过程中降解的细胞成分。）
This Electron microscopy images show a damaged mitochondrion (M) being captured by a forming autophagosome (P). In this process, the protein LC3 (shown in black dots) interacts with the protein PHB2 at areas of mitochondrial membrane rupture. This process, called mitophagy, is important for removing damaged mitochondria and keeping cells healthy, the UTSW study showed. Credit: UT Southwestern Medical Center
图片来源：MedicalPress
但UT西南科学家，研究人类和小鼠细胞，发现在线粒体内膜上的受体，实际上对指导这些autophagosomes到它们的靶细胞具有更重要的指导作用。
在研究中，研究人员发现，一种存在于线粒体的内膜上的蛋白质prohibitin 2（PHB2），但PHB2被暴露在受损的线粒体外膜上。细胞一旦发生断裂，蛋白LC3在自噬体的外部起监视作用，LC3便吸引到PHB2蛋白上。
LC3蛋白然后附着到PHB2，并且自噬体携带受损细胞器到溶酶体——在细胞内发现的另一个细胞器，其作用像微小的胃，具有分解细胞废物的酶。
Levine博士说，该研究发现，PHB2对靶向线粒体自噬降解至关重要。以前的研究已经将PHB2的存在与预防癌症，衰老效应，神经变性和炎症联系起来。因此，鉴于这些有益的健康影响，有意义的是，PHB2的关键作用是帮助摆脱细胞中受损的线粒体，起促进作用。通过了解细胞如何去除受损线粒体，对研究癌症，神经退行性疾病和衰老有贡献的，我们可以开发治疗、预防这些过程。
研究还发现，PHB2是常规去除发育中胚胎父系线粒体DNA所必需的，只留下来自母亲的线粒体DNA。这项工作是在蛔虫中进行的，但是最近在其他地方使用小鼠模型进行的研究表明，线粒体同样也用于去除哺乳动物胚胎中的父系线粒体，Dr.Wu Chung“Daniel”Chiang，UT Southwestern的博士后研究员，第一作者的研究表示。
通常，只有母系线粒体DNA被传给后代，Levine博士说。原因未知，父系线粒体DNA的存在于子代中预示一些遗传或健康方面的问题。
在另一个发现中，UTSW研究表明，尽管科学家更加关注Parkin蛋白在支持自噬PHB2中的作用，但PHB2是Parkin蛋白作用所必需的。
原始出处：
Yongjie Wei, Wei-Chung Chiang, Rhea Sumpter Jr., Prashant Mishra, Beth Levine. Prohibitin 2 Is an Inner Mitochondrial Membrane Mitophagy Receptor. Cell. Dem 2016.
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