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动物的线粒体防御在植物中发现

线粒体是细胞器,在维持细胞健康或体内平衡方面发挥着关键作用。线粒体这样做的一种方法是通过氧化磷酸化来获取能量,其中线粒体中的各种酶释放能量以产生分子ATP,即细胞的“能量货币”,可用于其他过程。这就是为什么线粒体通常被描述为细胞的“强者”。

动物的线粒体防御在植物中发现

大多数线粒体蛋白质由细胞核中的DNA编码。然而,线粒体也含有少量自己的DNA,它们也会编码一些蛋白质。由于这种双重起源,线粒体容易产生蛋白毒性应激:各种因素会破坏线粒体蛋白质的产生,折叠和三维结构,从而影响其功能。

线粒体通过错综复杂的伴侣蛋白和蛋白酶质量控制网络维持其蛋白质的健康(或“蛋白质稳态”)。一个这样的例子是线粒体未折叠蛋白反应(UPRmt),其描述了当线粒体蛋白质展开或错误折叠时触发的修复事件序列,并且伴侣蛋白不能处理它。

UPRmt基本上同步许多线粒体和核事件以确保线粒体蛋白质稳定,并且已知其在哺乳动物细胞的代谢和衰老中起关键作用。然而,科学家还不知道它是否也存在于植物中。

现在,Auwerx在EPFL实验室的Johan Auwerx和博士后研究员Xu Wang发表了一项研究,首次表明UPRmt在植物中发生以及对蛋白毒性应激的反应。科学家研究了一种小型欧亚植物拟南芥(Arabidopsis thaliana),自20世纪初以来,它一直被用作研究遗传学,进化和植物发育的模式生物。

研究人员使用强力霉素,一种阻断线粒体基因翻译的抗生素,诱导植物线粒体的蛋白质毒性应激,并发现它可以激活植物特异性的UPRmt,延缓植物细胞的生长及其生物衰老(衰老)。这与先前的研究相符,报告UPRmt增加了蠕虫(秀丽隐杆线虫)和苍蝇(黑腹果蝇)的寿命。

在搜索生物信号是UPRmt中有丝分裂核通信的基础时,研究人员在植物细胞中发现了一种全身性的激素反应。植物激素(植物激素)激活从细胞核到线粒体的信号以修复应激。

“我们发现植物激素信号传导是调节植物线粒体蛋白质稳定的重要介质,”Johan Auwerx说。“此外,我们的数据不仅突出了核心应激信号通路关键特征的普遍性,如保守的UPRmt,还指出了植物和动物界之间不同的特定效应子和转录环。”

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