哺乳动物核呼吸因子研究进展

核呼吸因子(NRFs)包括核呼吸因子1(NRF-1)和核呼吸因子2(NRF-2),是DNA转录调节因子,调节细胞核基因组编码的呼吸链亚基和与线粒体复制、转录过程中有关的组分,如线粒体转录因子A、线粒体RNA核酸加工内切酶以及血红素合成限速酶等的表达。NRFs在协调线粒体与细胞核两基因组的表达中起重要作用,并与细胞的生长、增殖及染色体的维护等密切相关。     

线粒体呼吸链功能调控机制的研究进展

核基因组与线粒体基因组的相互作用,以及两基因组在调控呼吸链亚基的表达机制方面一直处于探索阶段,线粒体核转录因子的发现,使细胞核调控呼吸链亚基表达的研究得到了很大的发展。本文就近年来对核呼吸因子和细胞核对呼吸链的调控机制研究作一介绍。     

核呼吸因子的研究进展

核呼吸因子（nuclear respiratory factors,NRFs）包括NRF-1和NRF-2,属于转录激活因子,在调控核基因编码和线粒体基因编码的呼吸链亚基表达中发挥着直接或间接的作用。除此之外,核呼吸因子还具有调控线粒体运输蛋白基因表达和神经元相关因子合成的作用。就NRF-1和NRF-2的分子生物学结构、生物学功能和调控等三个方面进行综述。     

线粒体转录延伸因子:调控线粒体DNA复制与转录转换的分子开关

线粒体转录延伸因子(TEFM)最早是基于其氨基酸序列与真核细胞核转录因子Spt6具有同源性而被鉴定,其包括两个串联重复的螺旋-发夹-螺旋结构域(Helix-Hairpin-Helix,(HhH)2)和一个RNase H折叠。TEFM二聚化对于TEFM与线粒体RNA聚合酶的结合至关重要。近年的研究发现,TEFM是调控线粒体DNA(mtDNA)复制与转录相互转换的关键分子开关,参与人类线粒体基因转录延伸过程及其表达调控。本文首先介绍了TEFM蛋白的序列同源性、蛋白质结构特征,为后续功能研究奠定结构基础。其次,阐明了TEFM在线粒体转录延伸过程中的作用和抗转录终止功能,以及线粒体转录延伸复合体的功能。TEFM避免了mtDNA转录和复制过程发生冲突,使线粒体转录延伸复合体具有更高的稳定性和持续合成能力,体内和体外都能增强mtDNA转录延伸活性,在mtDNA的复制和转录调控中发挥重要作用。最后,阐述了TEFM参与线粒体RNA加工,以及在线粒体能量代谢和线粒体相关疾病的发生发展中的作用。TEFM的缺失严重损害氧化呼吸链,证明mtDNA转录延伸对于维持线粒体氧化磷酸化功能是必需的。1型神经纤维瘤、胰腺癌、脑胶质瘤等疾病的发生机制可能与TEFM基因缺失或表达异常有关,因此,本文进一步探讨和展望了TEFM对人类线粒体相关疾病研究的应用前景。     

线粒体转录因子A的研究进展

线粒体转录因子A是HMG蛋白家族中的成员,目前已知除了可以调控线粒体DNA的拷贝数和转录活性、参与细胞凋亡外,还可对人的寿命和疾病产生影响,如甲状腺功能减退性肌病和线粒体脑病等。近来研究还发现mtTFA也可在细胞核内发挥作用,提示核及线粒体基因表达调控的机制上存在偶联或协同作用。本文主要总结近年来关于线粒体转录因子A的研究进展,从其基因学定位和结构、蛋白质结构、基因表达调控及其主要功能做一概述,同时总结不同研究过程中提出的未知问题．并对进一步的研究方向做一展埋。     

RNA结合蛋白与巨噬细胞炎症因子表达

RNA结合蛋白(RNA-binding proteins, RBPs)是转录后基因表达的关键调控因子,参与剪接、出核、翻译和稳定性等RNA代谢调控。RBPs表达或功能异常可导致炎症性疾病、代谢性疾病以及神经系统疾病等多种疾病的发生发展。炎症是机体对外界刺激及损伤的防御性免疫反应。巨噬细胞作为机体重要的免疫细胞,通过快速响应刺激并且释放大量炎症因子,进而调控炎症反应。巨噬细胞中炎症因子的表达受到转录以及转录后水平的调控。其中,RBPs参与大量RNA的转录后调控过程。研究发现,一方面,RBPs直接结合炎症因子mRNA中的顺式作用元件,参与其mRNA稳定性和翻译等过程,例如TTP(tristetraprolin);另一方面,某些RBPs通过参与炎症信号通路中一些关键基因mRNA的稳定性、翻译或选择性剪接调控,进而间接影响炎症因子表达及分泌。例如,剪接因子3A亚基1(splicing factor 3A subunit 1, SF3A1)。本文主要总结RBPs在mRNA稳定性、翻译和选择性剪接不同转录后水平调控巨噬细胞炎症因子表达的作用机制。这些RBPs从不同的层面直接或者间接参与调控炎症因子...     

线粒体DNA突变与肿瘤发生

线粒体是哺乳动物细胞内唯一含有核外遗传物质的细胞器。由于其自身的特征以及所处的环境等因素,较之于nDNA,mtDNA更容易受到损伤因子的攻击。mtDNA突变,mtDNA片段整合入核基因组等可能与肿瘤的发生以及肿瘤表型的产生有较为密切的关系。深入研究线粒体及其基因组的结构和表达调控,探讨核质关系,对于阐明细胞癌变的机制可能具有重要意义。     

YAP对细胞线粒体功能的影响及其生物学意义研究

YAP(yes-associated protein)是Hippo信号通路中发挥转录共激活作用的蛋白。已知YAP能够参与细胞的多个代谢过程,但YAP是否参与了线粒体功能的调控尚不清楚。该研究发现,无论是化合物抑制YAP功能还是基因敲低YAP表达水平均能够显著提升线粒体呼吸链组装水平,并促进线粒体呼吸能力的上升和膜电位的升高。初步的机制分析表明,YAP基因功能的抑制可正向调控促进线粒体生物能学的相关转录因子Nrf1、RXRα和POLG的表达;负向调控抑制线粒体生物能学的转录因子HIF1-alpha的表达。进一步的生物学功能分析表明,葡萄糖应激或者葡萄糖剥夺下线粒体功能的上升部分依赖于YAP表达量的抑制。综上,该研究发现,YAP可通过调节线粒体功能调控相关转录因子的表达来影响线粒体功能,且葡萄糖应激条件下线粒体功能的维持可通过YAP途径实现。