线粒体动力学及线粒体自噬调控机制的研究进展

线粒体形态和功能的异常与多种疾病的发生密切相关。线粒体通过不断的分裂和融合,维持线粒体网络的动态平衡,该过程称为线粒体动力学,是维持线粒体形态、分布和数量,保证细胞稳态的重要基础。此外,机体还通过线粒体自噬过程降解胞内功能异常的线粒体,维持线粒体稳态。线粒体动力学与线粒体自噬二者之间可相互调控,共同维持线粒体质量平衡。探讨线粒体动力学和线粒体自噬的调控机制对揭示多种疾病发生的分子机制、开发新的靶向线粒体动力学蛋白或线粒体自噬调控蛋白的药物具有重要意义。本文从线粒体动力学与线粒体自噬出发,对线粒体动力学调控机制、线粒体自噬及其发生机制以及二者的相互作用关系、线粒体动力学及线粒体自噬与人类相关疾病等方面作一综述。     

植物种子衰老与线粒体关系的研究进展

种子的衰老是一个复杂的从量变到质变的生物学过程。种子衰老与线粒体功能异常密切相关,衰老的线粒体学说认为,线粒体中活性氧的过量产生是种子衰老的主要原因。深入了解种子衰老过程中线粒体的变化对于揭示种子衰老机理和种子安全保存具有重要意义。本文主要介绍了当前有关种子衰老过程中线粒体结构、呼吸作用和抗氧化系统的研究现状,并对种子衰老与线粒体关系研究中存在的问题进行了讨论。     

响应植物逆境胁迫的线粒体蛋白研究进展

线粒体是真核细胞的重要细胞器,在植物生长发育以及植物对逆境胁迫的响应方面起着重要的作用。除了线粒体呼吸系统蛋白如线粒体电子传递链(mETC)复合物、交替氧化酶(AOX)和解偶联蛋白(UCP),越来越多的线粒体蛋白如PPR、线粒体热激蛋白(HSC)、一氧化氮合酶相关蛋白(NOA)等被报道参与植物对逆境胁迫的调控过程。本文依次综述了参与植物逆境胁迫的呼吸系统蛋白、PPR蛋白、谷胱甘肽和谷氨酸蛋白酶类蛋白、分子伴侣相关蛋白等线粒体蛋白,并阐述了线粒体蛋白参与的胁迫种类及其分子调控的初步机制,为进一步揭示线粒体蛋白调控植物逆境胁迫的分子机制提供参考。     

线粒体LncRNA

长链非编码RNA（long noncoding RNAs,lncRNAs）是一类长度大于200个核苷酸的非蛋白质编码RNA。绝大多数lncRNA来源于核基因组。但近年研究发现,一些lncRNA是由线粒体基因组编码、转录而成,或定位于线粒体。本文将从线粒体lncRNA的发现与主要种类、线粒体lncRNA的加工和结构,以及它们的功能和应用等几个方面,对线粒体lncRNA进行阐述。线粒体lncRNA可能成为心血管疾病或肿瘤诊断的生物标志物,或在调控线粒体基因表达等方面发挥重要功能。     

叶蝉线粒体基因组全序列结构研究进展

叶蝉种类多,数量大,并且广泛分布于全世界,主要生活在森林和草地上,均以植物为食,对蔬菜、禾谷类等经济植物产生危害。迄今,在NCBI中已收录27种叶蝉线粒体基因组全序列数据。本文概述了叶蝉线粒体基因组全序列的获取过程和分析方法,并且比较了PCR法和NGS在实际测序应用中的优缺点;从开展时间和研究空间两方面梳理了叶蝉线粒体基因组全序列研究现状;分析了27种叶蝉全序列结构的基因重叠、基因偏斜、PCGs基因、密码子使用、RNA基因和A+T富含区的基本特征;总结了叶蝉线粒体基因组在系统发育关系、分类鉴定以及不同地理种群之间的应用;同时基于以上研究,从研究数量、研究体系和研究应用三方面归纳了叶蝉线粒体基因组全序列现阶段研究中的不足,并对今后的研究工作予以展望。     

帕金森病相关蛋白PINK1和Parkin通过降解Miro影响线粒体运动

帕金森病是一种常见的神经退行性疾病,发病机制尚不清楚,线粒体功能障碍是可能的原因之一。帕金森病相关蛋白PINK1和Parkin均被证明影响线粒体功能和形态,并参与线粒体质量监控。2011年11月《细胞》杂志 （Cell）147期 发表了题为《PINK1和Parkin导致Miro磷酸化降解和线粒体运动阻滞》的文章,发现PINK1 / Parkin 通路可以作用于定位在线粒体外膜的线粒体移动相关蛋白Miro,PINK1直接磷酸化Miro,Parkin参与Miro降解,使受损线粒体脱离微管,从而阻滞线粒体运动。作者猜测这一过程能够隔离受损线粒体,避免了受损线粒体在细胞中的扩散。该研究深入探讨了PINK1和Parkin相互作用机制,揭示了线粒体质量控制系统如何直接调控线粒体运输,提出了受损线粒体的不正常运输可能是PD的致病原因。     

同位素示踪法与生命科学发展

按年代介绍了同位素示踪法在揭示生物体内和细胞内物质代谢理化过程的秘密,阐明生命活动的物质基础,建立分子杂交技术与应用等方面所起的重要作用。光合作用过程中碳循环途径的发现、胆固醇的生成途径和步骤的揭示、DNA复制与RNA转录的证实、核酸碱基的测序等分子生物学和细胞生物学方面的重大发现,以及最近邻序列分析法、放射免疫分析方法的应用都与迅速发展的同位素示踪法密切相关。     

线粒体表观遗传学研究进展

作为细胞内的"动力工厂",线粒体是细胞内进行氧化磷酸化反应和形成ATP的主要场所。传统观点曾认为线粒体缺乏表观遗传机制,但线粒体DNA甲基化酶以及线粒体DNA中5-甲基胞嘧啶与5-羟甲基胞嘧啶的发现推翻了这一论断。在线粒体中,DNA甲基化酶、DNA甲基化模式及DNA羟甲基化模式与核基因组DNA相比均存在较大差异,而外界环境中不同因子的变化也会对线粒体DNA的甲基化状态造成影响。除此之外,线粒体DNA的表观遗传因素还包括线粒体长链非编码RNA、线粒体mi RNA和线粒体DNA结合蛋白。随着研究技术手段的不断完善,将线粒体DNA的甲基化状态作为生物标记的应用将日益广泛,其与基因组表观遗传调控的关联也将得到进一步的揭示。     

线粒体动力学改变在神经变性疾病中的地位

线粒体是一种处于高度运动状态的细胞器,频繁地出现分裂和融合,线粒体分裂和融合的动态过程被称为线粒体动力学。对于神经元来说,线粒体的动力学过程具有十分重要的生物学意义。已知线粒体融合介导蛋白的功能缺失性突变可以导致常染色体显性遗传性视神经萎缩和Charcot-Marie-Tooth病等神经变性疾病。近来发现,在迟发性神经变性疾病中,线粒体动力学的改变也具有重要地位。本文将在线粒体动力学的分子调控以及与细胞死亡的关系、在神经变性疾病中的地位等方面综述这一领域的最新进展。     

线粒体遗传工程及其意义

自线粒体被发现以来,对线粒体的起源、结构和功能,线粒体与核的相互作用及线粒体基因表达规律开展了一系列的研究.线粒体是半自主性细胞器,其遗传转化有着核基因转化不可比拟的优势,近年来国际上的相关研究非常活跃并日益得到关注.综述了线粒体基因组的特点、线粒体遗传转化方式、线粒体基因表达中的RNA编辑现象与规律、线粒体转化的筛选标记及线粒体遗传工程的应用等方面的最新研究进展.     

FUNDC1与运动诱导线粒体自噬北大核心CSCD

线粒体为细胞正常生命活动提供物质和能量,然而各种因素会导致线粒体损伤,衰老及功能紊乱。线粒体自噬是维持细胞稳态,及时清除细胞潜在危险因素的关键过程,FUNDC1是新近发现的一种线粒体自噬受体蛋白,在介导线粒体自噬方面有重要作用。运动是激活线粒体自噬的应激条件,其诱导骨骼肌线粒体自噬及FUNDC1在此过程中的作用机制正逐步明确。本文介绍FUNDC1的结构、功能和调节,分析FUNDC1与线粒体分裂、融合、自噬的关系,探讨运动诱导线粒体自噬过程中FUNDC1的调控机制,为进一步研究提供参考依据。     

FUNDC1与运动诱导线粒体自噬

线粒体为细胞正常生命活动提供物质和能量,然而各种因素会导致线粒体损伤,衰老及功能紊乱。线粒体自噬是维持细胞稳态,及时清除细胞潜在危险因素的关键过程,FUNDC1是新近发现的一种线粒体自噬受体蛋白,在介导线粒体自噬方面有重要作用。运动是激活线粒体自噬的应激条件,其诱导骨骼肌线粒体自噬及FUNDC1在此过程中的作用机制正逐步明确。本文介绍FUNDC1的结构、功能和调节,分析FUNDC1与线粒体分裂、融合、自噬的关系,探讨运动诱导线粒体自噬过程中FUNDC1的调控机制,为进一步研究提供参考依据。     

线粒体自噬在缺氧条件下适应机制的研究进展

由于线粒体能敏感地感受机体内氧浓度的变化,缺氧时会影响线粒体氧化磷酸化过程中电子传递链的正常功能,抑制ATP生成,产生大量活性氧(ROS)。ROS蓄积导致氧化损伤细胞内脂质、DNA和蛋白质等大分子物质,线粒体肿胀,通透性转换孔开放,释放细胞色素C等促凋亡因子,最终严重影响细胞的存活。因此这些功能异常或受损线粒体是缺氧应激状态下细胞是否存活的危险因素,及时清除这些线粒体,对维持线粒体质量、数量及细胞稳态具有重要意义。线粒体自噬是近年来发现的细胞适应缺氧的一种防御性代谢过程,它通过自噬途径选择性清除损伤、衰老和过量产生ROS的线粒体,促进线粒体更新和循环利用,确保细胞内线粒体功能稳定,保护缺氧应激下细胞的正常生长发挥重要的调节作用。本文就线粒体自噬在缺氧条件下发生过程、参与相关蛋白及调节机制等方面研究进行了综述。     

线粒体核糖体——细胞器中的翻译机器

线粒体核糖体作为细胞器中的翻译机器,与细菌核糖体以及真核细胞质核糖体在rRNA和蛋白质组分、拓扑结构、来源等方面差异显著。本文综述线粒体核糖体研究进展,对比分析其理化性质和实验结构的相似性与特殊性。基于线粒体核糖体的结构和生物学功能进一步推测:经过与tRNA的相互识别和空间取向,mRNA链构象能否影响其编码产物——新生肽链的构象,期望揭示mRNA在翻译过程中可能的作用机理。     

线粒体功能障碍参与动脉粥样硬化的分子机制

以往认为,线粒体的主要功能是提供能量,目前发现线粒体还是调节细胞氧化应激与凋亡的关键部位,并且与毗邻的细胞器－内质网保持密切联系。线粒体功能障碍时可通过加重机体氧化应激、炎症反应、细胞凋亡及胆固醇蓄积等病理过程影响动脉粥样硬化( atherosclerosis, AS)的发生发展。本综述首先简单介绍了线粒体的基本功能,然后重点分析线粒体功能障碍参与AS的最新证据及其分子机制。此方面研究提示线粒体可能是AS的潜在治疗靶点。     

利用荧光探针DsRed-Mit的细胞凋亡形态学研究

D sR ed-M it是一种特异性定位于线粒体的荧光分子探针。本文重点探讨了D sR ed-M it探针在观察细胞凋亡形态学、以及凋亡过程中动态分子调控过程研究中的应用。实验结果表明,在细胞凋亡过程中应用该探针标记线粒体,能够直观地监测线粒体肿胀的形态变化,以及细胞凋亡的重要蛋白--Bax蛋白转位线粒体和细胞色素C释放的动态过程。     

抗增殖蛋白在肿瘤发生发展过程中扮演多种角色

抗增殖蛋白（prohibitins,PHBs）是一类进化保守的重要蛋白质。哺乳动物细胞中,抗增殖蛋白家族含有2个同源亚型PHB1和PHB2。PHBs涉及多种细胞功能,包括细胞增殖、细胞迁移和细胞凋亡。PHBs的亚细胞定位不同决定其行使不同的功能。细胞膜上的PHBs能够调节膜运输,并与细胞增殖迁移相关。细胞核内的PHBs参与调控转录和细胞周期。线粒体内膜上的PHBs参与维持线粒体基因组和线粒体形态的稳定,并参与线粒体内的凋亡途径。另外,PHBs可以在细胞核和线粒体之间“穿梭”,是细胞核与线粒体交流的重要媒介。近年来,PHBs的研究不断深入,发现PHBs与多种肿瘤的发生和发展密切相关。本文以PHBs在肿瘤发生发展过程中扮演的角色为切入点,从蛋白质的结构和定位,在肿瘤的发生、发展、迁移和凋亡中的作用及其靶向药物几方面进行综述。进一步揭示PHBs在不同类型肿瘤发生发展进程中的分子机制,为开发新的高效的药物靶点奠定了理论基础。     

蛹虫草线粒体基因型快速检测体系的构建及线粒体遗传稳定性的初步研究

本研究的目的是建立一种快速确定蛹虫草菌株线粒体基因型的技术体系,并探讨蛹虫草连续传代培养后线粒体的遗传稳定性。从已知线粒体基因组的蛹虫草菌株中扩增线粒体内含子位点,将扩增产物混合并制作出两套DNA分子量标准,即在8个内含子位点分别具有内含子的8条扩增条带组成的M-I和在6个内含子位点分别缺失内含子的6条扩增条带组成的M-II。从待检测的蛹虫草菌株（包括3个已知和2个未知线粒体基因组的菌株）中扩增同样的（假定）内含子位点,然后通过琼脂糖凝胶电泳分别与制备好的两个DNA分子量标准进行比较,能够准确判断蛹虫草菌株的线粒体内含子分布模式,从而验证了所构建的线粒体基因型快速检测体系的有效性。选择10个蛹虫草组织分离菌株和8个单分生孢子菌株连续转接培养15代,没有发现线粒体内含子分布模式发生改变。本研究成功构建了快速检测蛹虫草线粒体基因型的技术体系,并发现蛹虫草线粒体具有很高的遗传稳定性,为开展蛹虫草线粒体遗传规律的研究奠定了基础。     

呼吸链的发现与揭示过程

呼吸链是20世纪生物学研究中的重要发现之一,整个发现和揭示过程历经了近一个世纪。呼吸链的发现是在发现一系列与细胞呼吸有关的酶的基础上形成的,并在确定化学组成和定位的基础上,于20世纪60年代确定了呼吸链系列化学反应的顺序,此后则是对该复合物的结构解析和超级复合物的研究。呼吸链的结构生物学研究对彻底了解细胞内能量转化的机理至关重要,同时也为研究与线粒体相关的疾病提供了重要依据。     

线粒体DNA多态性在海洋动物群体遗传结构研究中的应用

线粒体DNA( mtDNA)分析在揭示物种亲缘关系、遗传比较、系统进化和遗传结构等领域的研究中得到了广泛的应用,尤其是在海洋动物的遗传结构研究中发挥了重要的作用.介绍线粒体DNA的结构特征、多态性研究方法,并对其在海洋动物群体遗传结构研究中的应用进行了综述.