摘要：CNIC研究揭示了Cox7a1蛋白家族在線粒體功能中的關(guān)鍵作用，影響細(xì)胞能量產(chǎn)生和心臟再生。
線粒體被稱(chēng)為細(xì)胞的發(fā)電廠，在提供正常細(xì)胞功能所需的能量方面起著至關(guān)重要的作用。在線粒體內(nèi)，能量的產(chǎn)生是由呼吸鏈產(chǎn)生的，呼吸鏈由五種稱(chēng)為CI到CV的復(fù)合物組成。這些復(fù)合物可以組裝形成超復(fù)合物，但人們對(duì)這一過(guò)程的作用或如何控制這一過(guò)程知之甚少。現(xiàn)在，一項(xiàng)新的研究探索了超復(fù)合體組裝的機(jī)制，并揭示了線粒體組裝因子對(duì)心臟再生的主要影響。這項(xiàng)研究是由國(guó)家心血管研究中心(CNIC)的jos Antonio Enríquez博士和Dra共同領(lǐng)導(dǎo)的。瑞士伯爾尼大學(xué)的Nadia Mercader是CNIC的訪問(wèn)科學(xué)家。
這項(xiàng)發(fā)表在《發(fā)育細(xì)胞》上的研究表明，Cox7a蛋白家族的一員在CIV二聚體的組裝中起著重要作用，這種組裝對(duì)線粒體的正確功能至關(guān)重要，因此對(duì)細(xì)胞能量的產(chǎn)生至關(guān)重要。
圖1 Cox7a1通過(guò)復(fù)合物IV二聚化控制骨骼肌生理和心臟再生
Cox7a蛋白家族包括三個(gè)成員:Cox7a1、Cox7a2和Cox7a2l(也稱(chēng)為SCAF1)。兩組先前的研究表明，當(dāng)CIV含有SCAF1時(shí)，它與CIII緊密結(jié)合，形成一種稱(chēng)為呼吸體的呼吸超復(fù)合體。在這些先前的研究中，作者假設(shè)包含Cox7a2會(huì)產(chǎn)生無(wú)法形成結(jié)合力的CIV，而包含Cox7a1的CIV分子會(huì)結(jié)合在一起形成CIV同型二聚體。這項(xiàng)新研究通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明了Cox7a1在這些CIV同型二聚體形成中的作用。
通過(guò)對(duì)斑馬魚(yú)模型的研究，研究人員發(fā)現(xiàn)，缺乏cox7a1會(huì)阻止CIV二聚體的形成，而這些二聚體的缺失會(huì)影響受影響?hù)~(yú)類(lèi)的體重和游泳能力?！癈ox7a1主要在橫紋肌細(xì)胞中表達(dá)，而缺乏Cox7a1功能影響最大的恰恰是骨骼肌組織。另一種主要的橫紋肌類(lèi)型是心肌或心肌，"Enríquez博士解釋說(shuō)。
但是，盡管骨骼肌中Cox7a1的缺失是有害的，但心肌中Cox7a1的缺失改善了心臟對(duì)損傷的再生反應(yīng)。該研究的第一作者Carolina García-Poyatos解釋說(shuō):“這一結(jié)果表明，這些蛋白質(zhì)在損傷后心臟修復(fù)能力的激活中起著至關(guān)重要的作用。"
為了更深入地探索Cox7a1的功能，CNIC研究人員Enrique Calvo和Jesús Vázquez對(duì)缺乏Cox7a1的斑馬魚(yú)的骨骼肌和心肌進(jìn)行了蛋白質(zhì)組學(xué)研究，伯爾尼大學(xué)的同事進(jìn)行了代謝組學(xué)研究，擴(kuò)大了這一分析。這一合作分析揭示了與未改變的完整Cox7a1表達(dá)的魚(yú)之間的深刻差異?！斑@些發(fā)現(xiàn)表明，參與線粒體超復(fù)體組裝的分子可以對(duì)代謝的控制產(chǎn)生相當(dāng)大的影響，可能為心臟病和其他代謝疾病的新治療開(kāi)辟道路，"Mercader博士說(shuō)。
圖2 Cox7a1穩(wěn)定復(fù)合物IV的二聚化
根據(jù)研究小組的說(shuō)法，這一發(fā)現(xiàn)代表了“對(duì)心臟再生的細(xì)胞機(jī)制的理解取得了重大進(jìn)展，并可能為促進(jìn)心臟再生的治療方法的發(fā)展指明道路。"
作者得出結(jié)論，線粒體組裝因子可以顯著影響代謝的控制。
參考資料
[1] Cox7a1 controls skeletal muscle physiology and heart regeneration through complex IV dimerization
