线粒体嵴重构及其调控

线粒体是生物体内能量产生的主要场所,具有双层膜结构。线粒体内膜向基质延伸折叠形成嵴,在嵴上规律地排列着呼吸链超复合物等多种蛋白,调控氧化磷酸化和电子传递等重要生命代谢活动,为生物体的生长发育提供能量基础。但嵴的形成、形态调控机制、以及嵴动态调控与其生物学功能的内在联系及分子机理都不是很清楚。本文主要介绍线粒体嵴的结构、形成和重构机制、及相关生理病理功能,以促进对线粒体嵴的认识及探索。

双分子荧光互补法(BiFC)精确MICOS复合物精细结构

在真核细胞中,线粒体是能量合成与物质代谢的重要场所。线粒体是双层膜细胞器,内膜向内折叠形成嵴,其中MICOS复合物对于线粒体嵴的形成起着重要作用。Mic60、Mic19和Mic10是MICOS复合物核心组成蛋白。采用双分子荧光互补技术(BiFC,bimolecular fluorescence complementation)方法在活细胞中直接观察研究MICOS复合物中各组成蛋白之间的相互作用关系。发现Mic60可以与Mic19发生较强的相互作用,而Mic60与Mic10的相互作用较弱。

线粒体动力学与细胞凋亡

线粒体是普遍存在于真核细胞中的双层膜细胞器,通过氧化磷酸化为细胞提供能量。线粒体是高度动态的细胞器,通过持续的融合和分裂改变自身形态来适应各种应激条件以满足细胞的能量代谢及其他生物学需求,这种生物学过程被称为线粒体动力学。细胞凋亡是细胞程序性的死亡方式,而线粒体在内源性细胞凋亡途径中扮演着重要的角色。在受到细胞内部(DNA突变)或者外部刺激时,线粒体外膜通透性改变并释放凋亡因子,如细胞色素C、Smac、AIF等,进而激活细胞凋亡信号通路,促进细胞凋亡。细胞凋亡过程中线粒体形态发生改变,可从管状向颗粒状转变,并伴随着线粒体嵴重构。线粒体形态是由Mfn1、Mfn2、OPA1、Drp1等多种GTP蛋白调控,这些蛋白同时也参与细胞凋亡调控。此外,细胞凋亡调控蛋白如Bax、Bak、Bcl-2等蛋白也可调控线粒体形态。该文主要回顾和阐述细胞凋亡与线粒体动力学的发展历程、基本知识以及它们之间的内在联系。