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Cell Metab | mtDNA原核类6mA修饰调控线粒体功能和线虫寿命

生物探索  · 公众号  · 生物  · 2024-09-17 15:30
    

主要观点总结

文章介绍了澳大利亚昆士兰大学Steven Zuryn的最新研究成果,通过多重技术手段证实了真核生物线粒体mtDNA中存在6mA修饰,并找到关键的甲基化和去甲基化酶。研究发现,mtDNA的6mA修饰对线粒体功能和生物体寿命有重要影响,异常水平的6mA修饰会缩短线虫寿命并影响线粒体功能,进一步可能导致有害线粒体基因组突变在后代中的传播和累积。

关键观点总结

关键观点1: 研究证实了真核生物线粒体mtDNA中存在6mA修饰,这种修饰在调控线粒体功能和机体寿命中起到关键作用。

研究通过多种方法如SMRT-seq、UPLC-MS等确认了6mA修饰的存在,揭示了其在不同物种中的高度保守性,反映了线粒体的原核起源假说。

关键观点2: 研究找到了调控线虫6mA修饰的甲基转移酶DAMT-1和去甲基化酶ALKB-1。

DAMT-1被锁定在线粒体中将大幅提高mtDNA的6mA水平,而ALKB-1的过表达则降低6mA的水平。这些酶的活性对mtDNA的6mA修饰水平有决定性影响。

关键观点3: 研究揭示了6mA修饰对线粒体功能和生物体寿命的调控作用。

异常的6mA修饰水平会显著缩短线虫寿命,并且调控线粒体转录本的丰度、限制mtDNA的拷贝数。进一步的研究发现,mtDNA 6mA的错误调控会引发线粒体与核基因组亚基之间的失衡,导致OXPHOS复合物组装的缺陷。


文章预览

引言 现今,科学界主流观点认为线粒体起源于细胞内共生古细菌,因此线粒体DNA (mtDNA) 与核基因组有着截然不同的进化轨迹 【1】 。mtDNA位于线粒体基质中,通过调控其拷贝数和表达水平来部分调节线粒体功能,这种方式使线粒体能够更好的响应细胞内能量需求和局部压力 【2】 。mtDNA处于一个氧化压力较大的线粒体微环境中,加之mtDNA不与组蛋白结合,缺乏核基因组的复杂调控网络,mtDNA的复制和转录过程较为宽松 【3,4】 。核基因组的核苷酸修饰可以丰富DNA编码的信息,使其超出四个典型碱基的范围,并在基因组调控中发挥重要作用。目前,对于mtDNA是否具有功能性的核苷酸修饰仍是一个未有定论的猜想。 近日,来自澳大利亚 昆士兰大学 的 Steven Zuryn 在 Cell Metabolism 上发表了论文 Misregulation of mitochondrial 6mA promotes the propagation of mutant mtDNA and caus ………………………………

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