線粒體-胞質翻譯平衡調控長壽通路

2021-01-09 科學網

線粒體-胞質翻譯平衡調控長壽通路

作者：

小柯機器人

發布時間：2020/2/25 13:07:04

近日，荷蘭阿姆斯特丹大學Riekelt H. Houtkooper及其研究小組的最新工作發現了一個保守的線粒體-胞質翻譯平衡，其聯繫著兩條長壽通路。2020年2月20日，《細胞—代謝》雜誌在線發表了這項成果。

研究人員在小鼠群體遺傳學中發現線粒體和胞質核糖體蛋白（RP）的非幹預性自然相關，這表明了翻譯的平衡。通過mrps-5 RNAi抑制秀麗隱杆線蟲的線粒體翻譯從而抑制了胞質翻譯。蛋白質組學與轉錄組學的整合結果表明，這種抑制作用專一地降低了生長途徑中所需的mRNA的翻譯效率，同時增加了應激反應mRNA的表達。

 

mrps-5 RNAi對胞質翻譯的抑制和壽命的延長取決於atf-5/ATF4，並且不依賴於代謝表型。研究人員發現藥理上用強力黴素抑制線粒體翻譯後，翻譯平衡在哺乳動物細胞也是保守的。

 

最後，研究人員將這一發現拓展至體內，強力黴素抑制了無菌小鼠肝臟中的胞質翻譯。這些數據表明，抑制線粒體翻譯會啟動一個atf-5/ATF4依賴性級聯反應，從而導致對細胞質翻譯的協同抑制，這可用於延長壽命。

 

據悉，在細胞質或線粒體中減慢翻譯是一種保守的長壽機制。

 

附：英文原文

Title: A Conserved Mito-Cytosolic Translational Balance Links Two Longevity Pathways

Author: Marte Molenaars, Georges E. Janssens, Evan G. Williams, Aldo Jongejan, Jiayi Lan, Sylvie Rabot, Fatima Joly, Perry D. Moerland, Bauke V. Schomakers, Marco Lezzerini, Yasmine J. Liu, Mark A. McCormick, Brian K. Kennedy, Michel van Weeghel, Antoine H.C. van Kampen, Ruedi Aebersold, Alyson W. MacInnes, Riekelt H. Houtkooper

Issue&Volume: 2020-02-20

Abstract: Slowing down translation in either the cytosol or the mitochondria is a conservedlongevity mechanism. Here, we found a non-interventional natural correlation of mitochondrialand cytosolic ribosomal proteins (RPs) in mouse population genetics, suggesting atranslational balance. Inhibiting mitochondrial translation in C. elegans through mrps-5 RNAi repressed cytosolic translation. Transcriptomics integrated with proteomicsrevealed that this inhibition specifically reduced translational efficiency of mRNAsrequired in growth pathways while increasing stress response mRNAs. The repressionof cytosolic translation and extension of lifespan from mrps-5 RNAi were dependent on atf-5/ATF4 and independent from metabolic phenotypes. We found the translational balanceto be conserved in mammalian cells upon inhibiting mitochondrial translation pharmacologicallywith doxycycline. Lastly, extending this in vivo, doxycycline repressed cytosolic translation in the livers of germ-free mice. Thesedata demonstrate that inhibiting mitochondrial translation initiates an atf-5/ATF4-dependent cascade leading to coordinated repression of cytosolic translation,which could be targeted to promote longevity.

DOI: 10.1016/j.cmet.2020.01.011

Source: https://www.cell.com/cell-metabolism/fulltext/S1550-4131(20)30012-7

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