科學網—發現線粒體翻譯與細胞質翻譯協調機制

2021-01-10 科學網
中科院生物物理所 發現線粒體翻譯與細胞質翻譯協調機制

 

本報訊（記者馮麗妃）中科院生物物理所與中科院動物所、軍事醫學科學院以及天津科技大學等機構合作，揭示了線粒體翻譯與細胞質翻譯之間的「協調」機制。研究還揭示了一種全新的男性不育發病途徑，對男性不育臨床幹預具有重要借鑑意義。相關成果4月11日在線發表於《自然—結構域分子生物學》期刊。生物物理所研究員秦燕為通訊作者，該所博士高巖巖和博士後白秀峰為並列第一作者。

蛋白質是生命活動的主要執行者，沒有蛋白質就沒有生命。指導蛋白質合成的遺傳密碼儲存在DNA中，當細胞接收到外界指令後，遺傳密碼信息首先由DNA轉移至mRNA，這一過程叫作「轉錄」；核糖體又進一步將mRNA上的信息轉移至蛋白質，這一過程叫作「翻譯」。在哺乳動物細胞中共有兩套翻譯系統，其中一套位於細胞質中，另一套翻譯系統位於線粒體。然而，兩個翻譯系統之間的協調機制一直是個「待解之謎」。

研究人員通過構建全身性mtEF4基因敲除鼠，發現mtEF4基因敲除引起雄性小鼠生殖細胞氧化磷酸化功能受損，從而導致雄性不育。進一步研究發現，mtEF4敲除後，線粒體蛋白質翻譯速率增加，但代價是蛋白質「合格率」下降，新生成的蛋白質「壽命」變短。體細胞通過激活mTOR信號通路加速細胞質翻譯來平衡這種變化，以此化解線粒體翻譯速率升高帶來的負面影響。而生精細胞的mTOR信號通路在mtEF4缺失的情況下活性反而下降，引起生精細胞線粒體複合物組裝失敗，直接後果便是雄性不育。

《中國科學報》 (2016-04-18 第4版 綜合)

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