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靶向蛋白质降解的新技术
[ 发布日期:2024-2-23 8:36:25    阅读次数:14 ]

卡罗林斯卡学院的研究人员在《Nature Communications》上发表的一篇新文章解决了一个长期存在的问题,他们建立了一个系统,允许线粒体内特定位点的蛋白质降解,线粒体是能量产生和代谢的细胞中心。

了解细胞如何工作通常需要操纵蛋白质的功能。这样做的方法通常会导致蛋白质功能的完全消融,并且不能提供它们在不同细胞区室中的特定作用的信息。这对于像线粒体这样的细胞器来说尤其具有挑战性。为了解决这个问题,研究人员首次提出了一种在酵母和人类细胞的线粒体内进行靶向蛋白质降解的技术。他们还设计了一种控制降解诱导的方法,从而允许进行时间分辨分析。这项技术的一个关键方面是它能够从细胞的其余部分分离线粒体功能。线粒体起源于细菌,具有一定程度的自主性,例如它们自己的基因组、一个复杂的能量产生系统和复制能力。尽管如此,正常的线粒体功能在很大程度上依赖于其他细胞器,包括细胞核。当线粒体和其他细胞器之间的串扰失效时,线粒体功能障碍随之而来,这与神经退行性疾病和与年龄相关的疾病(如癌症)密切相关。不出所料,线粒体功能的特异性靶向对于理解并最终治疗此类疾病至关重要。

开发该系统的Swastika Sanyal说:“我们在酵母和人类线粒体中引入了一种细菌蛋白酶,以实现线粒体特异性蛋白质的降解。我们这样做是因为我们知道线粒体是从细菌进化而来的,因此细菌蛋白酶应该在线粒体环境中起作用。我们选择使用来自mollicute的Lon蛋白酶,它可以检测并降解一种叫做PDT的蛋白质标签。这可以通过基因工程添加到正在研究的蛋白质中。令我们非常兴奋的是,我们发现Lon蛋白酶能够在酵母和人类细胞的线粒体内特异性地降解PDT标记的蛋白质,”他们计划在这个项目上走得更远。“我们下一步将使用我们开发的PDT标记系统来识别DNA维持酶的线粒体特异性功能。这些蛋白质中的大多数也维持核DNA,因此,通过仅在线粒体内降解它们,我们可以识别它们在mtDNA维持中的直接作用。这些研究还将使我们更好地了解线粒体功能障碍期间出现的问题,这可能是由mtDNA突变和缺失造成的。”

本研究主要由Knut and Wallenberg基金会和Wenner-Gren基金会资助。

A system for inducible mitochondria-specific protein degradation in vivo.
Nat Commun 2024 Feb;15(1):1454


(文章来源:www.ebiotrade.com/newsf/2024-2

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