陳新杰教授Nature發布線粒體研究重大發現

　　來自紐約州立大學上州醫科大學的研究人員報告稱，他們發現了一條新的線粒體介導細胞死亡信號通路，并揭示出了抑制線粒體介導蛋白質穩態應激及細胞死亡的一個胞質溶膠網絡。這些重要的研究發現發布在7月20日的《自然》（Nature）雜志上。

　　論文的通訊作者是華人科學家、紐約州立大學上州醫科大學生物化學與分子生物學教授陳新杰（Xin Jie Chen）博士。陳新杰教授早年畢業于浙江大學，主要研究興趣為線粒體生物合成與遺傳、衰老及衰老相關退行性疾病。

　　線粒體是細胞內能量合成的主要場所，對于維持細胞正常生理功能起著重要作用。近年研究表明，線粒體不僅作為體內的“能量加工廠”，而且還與氧自由基的產生、細胞死亡進程的調控有關。

　　線粒體功能異常多指由于線粒體膜受到破壞、呼吸鏈受到抑制、酶活性降低、線粒體DNA(mtDNA)損傷等引起的能量代謝障礙，進而導致的一系列相互作用 的損傷過程。線粒體功能異常會影響整個細胞的正常功能，從而導致病變。許多研究表明，帕金森病、阿爾茨海默氏癥、糖尿病、腫瘤等疾病及衰老均與線粒體功能 異常有關。由于線粒體的多功能性，了解線粒體功能障礙導致特異病變的機制仍面對著巨大的挑戰。

　　以往的研究證實線粒體介導細胞死亡與能量耗盡、自由基生成、鐵硫簇生物合成缺陷、釋放促凋亡和非細胞自主性信號分子以及應激信號改變有關。在這篇 Nature文章中研究人員報告稱，在酵母中發現了一條新的線粒體介導細胞死亡信號通路。他們將這一信號通路命名為線粒體前體過度累積應激(mPOS)，其特征為線粒體前體在胞質溶膠中異常累積。

　　隨后研究人員證實，不只是影響核心蛋白質轉運機器的突變，破壞線粒體內膜完整性和功能的損傷也可以觸發mPOS。他們還發現一個胞質溶膠基因網絡通 過調節核糖體生物合成、信使RNA脫帽、轉錄物特異性轉錄，蛋白質陪伴及周轉抑制了mPOS。響應mPOS，幾個核糖體相關蛋白包括Gis2和Nog2上調，Gis2和Nog2分別促進了帽子結構非依賴性（cap-independent）翻譯及抑制了60S核糖體亞基出核轉運。研究人員指出，Gis2和Nog2上調促進了細胞存活，這有可能是抑制mPOS反饋環路的一個組成部分。

　　這些研究數據表明，線粒體功能異常可直接導致胞質溶膠蛋白質穩態應激，由此解釋了退行性疾病和衰老兩個標志之間的關聯。這些研究結果對于更深入地了解脊髓小腦性共濟失調、肌萎縮側索硬化癥和強直性肌營養不良等與這一網絡突變相關的疾病具有重要意義。