熱熱鬧鬧的線粒體大廠中，線粒體基因細(xì)胞色素b(CYTB)兄弟的一項(xiàng)全新能力，已被我國(guó)科學(xué)家解鎖出來(lái)。5月3日，國(guó)際期刊《細(xì)胞－代謝》刊發(fā)了中國(guó)科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院劉興國(guó)課題組的該項(xiàng)研究成果。他們首次發(fā)現(xiàn)并證實(shí)了線粒體基因細(xì)胞色素b可編碼一個(gè)新的線粒體基因編碼胞質(zhì)翻譯的蛋白CYTB-187AA，進(jìn)一步表明CYTB-187AA在哺乳動(dòng)物的早期發(fā)育中發(fā)揮重要作用。該研究改寫(xiě)了教科書(shū)中“線粒體基因組編碼13個(gè)蛋白”的論斷。
在細(xì)胞中，有許許多多的細(xì)胞器，像是不同的車(chē)間，有秩序的進(jìn)行生命活動(dòng)，維持整個(gè)細(xì)胞的運(yùn)轉(zhuǎn)。其中，線粒體是一種特殊的細(xì)胞器，它們具有自己的DNA，稱為線粒體基因組。
“細(xì)胞核里儲(chǔ)存有人體重要的基因組?；蚪M進(jìn)行轉(zhuǎn)錄和翻譯，逐漸構(gòu)建出我們個(gè)體的主要成分，是我們最根本的生命物質(zhì)。線粒體基因組也會(huì)進(jìn)行轉(zhuǎn)錄和翻譯。”論文通訊作者劉興國(guó)介紹，“線粒體很小，容納的線粒體基因組也小，只包含37個(gè)基因。這些基因各司其職，其中有13個(gè)基因可以編碼蛋白質(zhì)。”
線粒體基因CYTB編碼胞質(zhì)翻譯的CYTB-187AA調(diào)控早期發(fā)育。（受訪對(duì)象供圖）
線粒體基因組編碼區(qū)是否可以使用細(xì)胞質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)遺傳密碼編碼新的蛋白質(zhì)？研究團(tuán)隊(duì)選取唯一的呼吸鏈復(fù)合物III的線粒體編碼基因——CYTB作為研究對(duì)象。
他們發(fā)現(xiàn)，CYTB除了在線粒體中編碼細(xì)胞色素b之外，還可以利用胞質(zhì)密碼子，編碼一個(gè)新的線粒體基因組編碼胞質(zhì)翻譯的蛋白CYTB-187AA。這個(gè)蛋白質(zhì)定位到線粒體，通過(guò)與SLC25A3蛋白相互作用，調(diào)節(jié)能量的產(chǎn)生以參與早期發(fā)育過(guò)程。
為了驗(yàn)證其線粒體基因組來(lái)源，研究團(tuán)隊(duì)比較了線粒體基因組缺失細(xì)胞和野生型細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)CYTB-187AA僅在后者表達(dá)。“我們?cè)谇媒敌∈竽Ｐ椭?，發(fā)現(xiàn)CYTB-187AA的減少會(huì)減少卵泡數(shù)量，從而損害雌性的生育能力。”劉興國(guó)表示。
此前，13個(gè)線粒體基因編碼的mRNA能否利用胞漿核糖體翻譯出新的蛋白的可能性尚未被探索。該研究改寫(xiě)了教科書(shū)中“線粒體基因組編碼13個(gè)蛋白”的論斷，發(fā)現(xiàn)CYTB基因可以使用胞質(zhì)核糖體的標(biāo)準(zhǔn)遺傳密碼編碼第14個(gè)全新蛋白質(zhì)?！霸撃Ｊ降挠⑽目s寫(xiě)PACT具有‘約定’含義，因此將這一新模式稱為‘線粒體約定’。”劉興國(guó)表示，此研究揭示了CYTB-187AA在胞質(zhì)翻譯后定位到線粒體基質(zhì)中，通過(guò)能量通用貨幣“三磷酸腺苷”依賴的方式調(diào)控早期發(fā)育，在哺乳動(dòng)物的早期發(fā)育中發(fā)揮重要作用。
