卡羅林斯卡學院的研究人員在《Nature Communications》上發(fā)表的一篇新文章解決了一個長期存在的問題，他們建立了一個系統(tǒng)，允許線粒體內特定位點的蛋白質降解，線粒體是能量產生和代謝的細胞中心。
了解細胞如何工作通常需要操縱蛋白質的功能。這樣做的方法通常會導致蛋白質功能的完全消融，并且不能提供它們在不同細胞區(qū)室中的特定作用的信息。這對于像線粒體這樣的細胞器來說尤其具有挑戰(zhàn)性。為了解決這個問題，研究人員首次提出了一種在酵母和人類細胞的線粒體內進行靶向蛋白質降解的技術。他們還設計了一種控制降解誘導的方法，從而允許進行時間分辨分析。這項技術的一個關鍵方面是它能夠從細胞的其余部分分離線粒體功能。線粒體起源于細菌，具有一定程度的自主性，例如它們自己的基因組、一個復雜的能量產生系統(tǒng)和復制能力。盡管如此，正常的線粒體功能在很大程度上依賴于其他細胞器，包括細胞核。當線粒體和其他細胞器之間的串擾失效時，線粒體功能障礙隨之而來，這與神經退行性疾病和與年齡相關的疾病(如癌癥)密切相關。不出所料，線粒體功能的特異性靶向對于理解并最終治療此類疾病至關重要。
開發(fā)該系統(tǒng)的Swastika Sanyal說：“我們在酵母和人類線粒體中引入了一種細菌蛋白酶，以實現(xiàn)線粒體特異性蛋白質的降解。我們這樣做是因為我們知道線粒體是從細菌進化而來的，因此細菌蛋白酶應該在線粒體環(huán)境中起作用。我們選擇使用來自mollicute的Lon蛋白酶，它可以檢測并降解一種叫做PDT的蛋白質標簽。這可以通過基因工程添加到正在研究的蛋白質中。令我們非常興奮的是，我們發(fā)現(xiàn)Lon蛋白酶能夠在酵母和人類細胞的線粒體內特異性地降解PDT標記的蛋白質，”他們計劃在這個項目上走得更遠。“我們下一步將使用我們開發(fā)的PDT標記系統(tǒng)來識別DNA維持酶的線粒體特異性功能。這些蛋白質中的大多數也維持核DNA，因此，通過僅在線粒體內降解它們，我們可以識別它們在mtDNA維持中的直接作用。這些研究還將使我們更好地了解線粒體功能障礙期間出現(xiàn)的問題，這可能是由mtDNA突變和缺失造成的。”
本研究主要由Knut and Wallenberg基金會和Wenner-Gren基金會資助。
A system for inducible mitochondria-specific protein degradation in vivo.
Nat Commun 2024 Feb;15(1):1454
（文章來源：www.ebiotrade.com/newsf/2024-2） | 
