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王涛执行室发现线粒体和内质网之间的脂交换对维持细胞保存的浸要作用

楬橥时间:2020/11/12
2020年10月28日,北京生命科学研究所/清华大学生物医学交叉研究院王涛执行室正正在《PLOS Genetics》杂志正正在线发表题为“PE homeostasis rebalanced through mitochondria-ER lipid exchange prevents retinal degeneration in Drosophila”的研究论文。正正在该研究中,作家发现磷脂酰乙醇胺(PE)缺陷会制成就蝇视网膜退化,而线粒体合成的PE可以通过线粒体和内质网形成的结合位点运输至内质网,从而弥补细胞中的PE缺陷,进而抑制视网膜退化。
PE是细胞膜的浸要组分,维持PE稳态对于细胞的正常保存和生理功能是至关浸要的。细胞中浸要有两条合成PE的通路,一条是位于内质网上的CDP-乙醇胺通路,另外一条是位于线粒体上的PSD通路。细胞中大限制PE是由内质网上的CDP-乙醇胺通路合成的,而目前对于线粒体合成的PE正正在整体PE稳态珍摄中的作用尚不了解。
为了找到珍摄感光细胞保存的基因,作家进行了全基因组的EMS遗传筛选,并审定了pect突变体。Pect基因编码磷酸乙醇胺胞苷酰转移酶,该酶是CDP-乙醇胺通路中的限速酶,负责催化磷酸乙醇胺天生CDP-乙醇胺。作家发现,pect突变体视觉传导反应分外,表现出严浸的视网膜退化。通过对突变体果蝇眼睛进行脂质谱分解,作家发现,pect突变制成细胞中浸要的磷脂组成变化,其中PC和PI含量升高,PE和PS含量降落。接下来,作家对这几类磷脂合成相干的酶进行遗传学操作,希望确定哪类磷脂的变化制成了pect突变体表型。通过一系列遗传学执行,作家发现过表达线粒体上合成PE的酶PSD,可以抑制pect突变体视网膜退化表型,而且可以限制复兴突变体的视觉传导反应。脂质谱分解表明,PSD过表达复兴了pect突变体中的PE含量,说明当细胞中PE含量降落时,线粒体合成的PE可以运输至内质网。线粒体和内质网之间的脂交换是通过线粒体和内质网形成的结合位点实现的。作家发现破坏线粒体和内质网形成的结合位点可以抑制PSD对pect突变体表型的复兴,进一步说明线粒体合成的PE可以通过线粒体和内质网形成的结合位点运输至内质网,从而弥补细胞中的PE缺陷。
综上,该研究发现PE缺陷会制成神经细胞死亡,线粒体合成的PE对维持细胞内整体PE含量稳定至关浸要,增加线粒体合成的PE将是治疗PE缺陷相干疾病的潜正正在方法。
王涛执行室博士后赵海芳是论文的第一作家。王涛博士为论文的通讯作家。该研究由科技部973项目和北京市科委资帮,正正在北京生命科学研究所完成。
论文链接:
https://journals.plos.org/plosgenetics/article?id=10.1371/journal.pgen.1009070

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