揭示線粒體動態(tài)調控機制

[本刊訊]浙江大學生命科學研究院佟超課題組研究揭示了調節(jié)線粒體動態(tài)的全新分子，相關研究成果發(fā)表于Molecular Cell，2016，61（1）：111-124上。

在大多數細胞中，線粒體不斷分裂與融合，形成一個高度動態(tài)的網絡。要是參與調控線粒體融合與分裂的分子發(fā)生突變，可導致多種人類遺傳疾病，如視神經萎縮和腓骨肌萎縮癥等。廣為人知的帕金森病和阿爾茨海默病等，也都伴隨著線粒體融合和分裂的異常。但目前人們對其中的分子機制，了解尚十分有限。

佟超課題組通過大規(guī)模遺傳篩選，發(fā)現一個新基因Miga的突變可導致果蠅感光神經元隨年齡增長而出現退化和死亡。實驗表明，Miga編碼一種線粒體蛋白質，這種蛋白質位于線粒體外膜上，調控線粒體的融合過程。當Miga缺失時線粒體呈現碎片化，Miga過表達則導致線粒體聚團和高度融合。課題組進一步研究發(fā)現，Miga的同源基因Miga1和Miga2的功能在小鼠和人的細胞中也是高度保守的。MIGA1/2可形成同源或異源的二聚體，并與一個調控線粒體融合的磷脂酶MitoPLD相結合。MitoPLD通過形成二聚體，調控線粒體表面磷脂的組成；而MIGA1/2可以穩(wěn)定MitoPLD，并促進MitoPLD二聚體的形成，從而調控線粒體融合。

佟超課題組還與范衡宇教授實驗室及華東師范大學李大力教授合作，創(chuàng)建Miga1/2雙敲除的小鼠模型以進行研究分析，發(fā)現Miga1/2的敲除在體細胞中導致線粒體形態(tài)片段化，在卵母細胞中引起線粒體聚集，破壞了線粒體動態(tài)變化并降低了線粒體膜電位，減少了ATP產量且引起活性氧自由基（ROS）含量升高，由此阻礙小鼠卵母細胞的減數分裂進程，降低早期胚胎的發(fā)育率，最終導致雌性小鼠生殖力下降。該研究從基因的角度揭示了線粒體融合障礙與雌性小鼠生殖力下降的關系。

上述發(fā)現不僅為線粒體融合的分子機制研究翻開了新的一頁，也為探索與線粒體功能異常相關的遺傳病致病原因提供了新的思路。