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华人科学家Science论文:内质网降解调控线粒体动态
作者:小柯机器人 发布时间:2020/3/21 21:36:27

近日,美国密歇根大学医学院齐岭(Ling Qi)及其团队发现,内质网(ER)相关降解参与调控棕色脂肪细胞的线粒体动态。相关论文于2020年3月20日在线发表在《科学》。

膜接触位点参与调节细胞间的交流,是细胞器稳态和机体健康的关键。内质网(ER)产生的线粒体相关膜(MAM)对于线粒体的动态和功能是必不可少的。 MAM的特征是内质网和线粒体之间紧密接触(相距约10-25 nm),是线粒体DNA合成和分裂以及钙交换和脂质生物合成的位点。
 
在线粒体分裂时,ER小管包裹并收缩线粒体,并且激活的与动力相关的GTPase蛋白(Drp1)聚集,从而切割细胞器。目前,细胞器交流的机制以及交流错误的生理后果仍了解甚少。 
 
ER相关降解(ERAD)是一种保守的蛋白质控机制,可募集ER蛋白用于蛋白酶体降解。Sel1L-Hrd1蛋白复合物是最为保守的ERAD。Sel1L驻留在ER膜上,并控制E3连接酶Hrd1的稳定性。Sel1L-Hrd1介导的ERAD对于体内的基本生理过程(如脂代谢、水平衡、食物摄入和体内能量稳态)均必不可少。
 
研究人员使用三维高分辨率成像来研究了,在缺失Sel1L-Hrd1复合物的棕色脂肪中,MAM改变后多形“巨型线粒体”的形成。 棕色脂肪细胞中ERAD缺失的小鼠对寒冷敏感,表现出线粒体功能障碍。ERAD缺失至少部分地通过调节MAM蛋白Sigma受体1(SigmaR1)的更新来影响ER线粒体接触和线粒体动态。
 
因此,这项研究为ER-线粒体交流提供了分子见解,并扩展了人们对Sel1L-Hrd1介导的ERAD在生理功能上的理解。
 
附:英文原文

Title: Endoplasmic reticulum–associated degradation regulates mitochondrial dynamics in brown adipocytes

Author: Zhangsen Zhou, Mauricio Torres, Haibo Sha, Christopher J. Halbrook, Franoise Van den Bergh, Rachel B. Reinert, Tatsuya Yamada, Siwen Wang, Yingying Luo, Allen H. Hunter, Chunqing Wang, Thomas H. Sanderson, Meilian Liu, Aaron Taylor, Hiromi Sesaki, Costas A. Lyssiotis, Jun Wu, Sander Kersten, Daniel A. Beard, Ling Qi

Issue&Volume: 2020/03/19

Abstract: AbstractThe endoplasmic reticulum (ER) engages mitochondria at specialized ER domains known as mitochondria-associated membranes (MAMs). Here, we used three-dimensional high-resolution imaging to investigate the formation of pleomorphic “megamitochondria” with altered MAMs in brown adipocytes lacking the Sel1L-Hrd1 protein complex of ER-associated protein degradation (ERAD). Mice with ERAD deficiency in brown adipocytes were cold sensitive and exhibited mitochondrial dysfunction. ERAD deficiency affected ER-mitochondria contacts and mitochondrial dynamics, at least in part, by regulating the turnover of the MAM protein, sigma receptor 1 (SigmaR1). Thus, our study provides molecular insights into ER-mitochondrial crosstalk and expands our understanding of the physiological importance of Sel1L-Hrd1 ERAD.

DOI: 10.1126/science.aay2494

Source: https://science.sciencemag.org/content/early/2020/03/18/science.aay2494

期刊信息
Science:《科学》,创刊于1880年。隶属于美国科学促进会,最新IF:41.037