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线粒体和细胞核之间的相互作用可能对新的治疗有影响

作者:澳门葡亰娱乐场手机版    发布时间:2020-03-20 23:30     浏览次数 :152

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澳门葡亰娱乐场手机版,核心提示:一、原理 细胞内不同结构的比重和大小都不相同,在同一离心场内的沉降速度也不相同,根据这一原理,常用不同转速一、原理 细胞内不同结构的比重和大小都不相同,在同一离心场内的沉降速度也不相同,根据这一原理,常用不同转速的离心法,将细胞内各种组分分级分离出来。 分离细胞器最常用的方法是将组织制成匀浆,在均匀的悬浮介质中用差速离心法进行分离,其过程包括组织细胞匀浆、分级分离和分析三步,这种方法已成为研究亚细胞成分的化学组成、理化特性及其功能的主要手段。 匀浆低温条件下,将组织放在匀浆器中,加入等渗匀浆介质进行破碎细胞使之成为各种细胞器及其包含物的匀浆。 分级分离由低速到高速离心逐渐沉降。先用低速使较大的颗粒沉淀,再用较高的转速,将浮在上清液中的颗粒沉淀下来,从而使各种细胞结构,如细胞核、线粒体等得以分离。由于样品中各种大小和密度不同的颗粒在离心开始时均匀分布在整个离心管中,所以每级离心得到的第一次沈淀必然不是纯的最重的颗粒,须经反复悬浮和离心加以纯化。 分析 分级分离得到的组分,可用细胞化学和生化方法进行形态和功能鉴定。 二、细胞核的分离提取 操作步骤 1.用颈椎脱位的方法处死小白鼠后,迅速剖开腹部取出肝脏,剪成小块尽快置于盛有0.9%NaCl的烧杯中,反复洗涤,尽量除去血污,用滤纸吸去表面的液体。 2.将湿重约1g的肝组织放在小平皿中,用量筒量取8ml预冷的0.25mol/L蔗糖一0.003mol/L氯化钙溶液,先加少量该溶液于平皿中,尽量剪碎肝组织后,再全部加入。 3.剪碎的肝组织倒入匀浆管中,使匀浆器下端浸入盛有冰块的器皿中,左手持之,右手将匀浆捣杆垂直插入管中,上下转动研磨3~5次,用3层纱布过滤匀浆液于离心管中,然后制备一张涂片①,做好标记,自然干燥。 4.将装有滤液的离心管配平后,放入普通离心机,以2500rpm,离心15分钟;缓缓取上清液,移入高速离心管中,保存于有冰块的烧杯中,待分离线粒体用;同时涂一张上清液片②做好标记,自然干燥;余下的沉淀物进行下一步骤。 5.用6ml0.25mol/L蔗糖一0.003mol/L氯化钙溶液悬浮沉淀物,以2500rpm离心15分钟弃上清,将残留液体用吸管吹打成悬液,滴一滴于干净的载玻片上,涂片③,自然干燥。 6.将①、②、③涂片用l%甲苯胺兰染色后盖片即可观察。 结果 分别于高倍镜下观察三张涂片,描述镜下所见。 三、高速离心分离提取线粒体 操作步骤 1.将装有上清液的高速离心管,从装有冰块的烧杯中取出,配平后,以17000rpm离心20分钟,弃上清,留取沉淀物。 2.加入0.25mol/L蔗糖一0.003mol/L氯化钙液lml,用吸管吹打成悬液,以17000rpm离心20分钟,将上清吸入另一试管中,留取沉淀物,加入0.1ml 0.25mol/L蔗糖一0.003mol/L氯化钙溶液混匀成悬液。 3.取上清液和沉淀物悬液,分别滴一滴于干净载玻片上,各滴一滴0.02%詹纳斯绿B染液盖上盖片染20分钟。 结果 油镜下观察,颗粒状的线粒体被詹纳斯绿B染成蓝绿色。

9月24日,国际学术期刊《自然-细胞生物学》(Nature Cell Biology)在线发表了中国科学院生物化学与细胞生物学研究所陈玲玲研究组的最新研究成果“Genome-wide screening of NEAT1 regulators reveals cross-regulation between paraspeckles and mitochondria”(DOI: 10.1038/s41556-018-0204-2)。该工作揭示了细胞核亚结构小体paraspeckles与细胞器线粒体之间存在交流和相互作用参与调控细胞凋亡等重要生理活动。

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根据今天发表在科学杂志上的一项研究,线粒体是产生我们能量的电池,它以先前在人类中看不到的微妙方式与细胞核相互作用。

Paraspeckles是一种广泛存在于哺乳动物细胞核中的亚结构小体,由长非编码RNA NEAT1 和40余种蛋白质组装而成,其中NEAT1是paraspeckles的骨架,决定其能否形成。前期研究表明,在诸如病毒入侵、蛋白酶体受到抑制和神经退行性疾病发生过程中,NEAT1的表达量及加工及paraspeckles形成均会受到影响,然而NEAT1 和paraspeckles如何被调控、如何响应细胞内的信号尚不清楚。

根据一项研究,在埃博拉病毒的蛋白质和人类宿主细胞之间发现了几个新的联系,这一发现提供了防止致命埃博拉病毒繁殖方法的见解,并可能导致对抗这些致命病毒感染的新方法。由乔治亚州立大学,加州大学旧金山分校和格拉德斯通研究所领导。

这项由剑桥大学科学家领导的研究表明,在为最近批准的线粒体捐赠治疗选择潜在捐赠者时,将线粒体DNA与核DNA匹配可能很重要,以防止生命后期潜在的健康问题。

为研究NEAT1本身是如何被调控的,研究人员利用编辑基因技术在NEAT1转录起始位点位置插入了EGFP报告基因,从而构建了一个可以在活细胞内源可视化NEAT1启动子转录活性的细胞系NEAT1G-HeLa。通过对NEAT1G-HeLa进行全基因组的RNAi筛选及分析,发现了一些细胞核内编码的与线粒体功能相关的基因被显著富集。有意思的是,敲除这些线粒体功能相关蛋白,使得正常情况下球状的paraspeckles会倾向于形成长条状,而后者呈现更加“凝固”的状态,从而具有更强的mRNA核滞留能力,其中包括细胞核内编码的具有调控线粒体功能的mRNAs (mito-mRNAs)。这些研究表明,paraspeckles形态和功能发生这些出人意料的改变使得mito-mRNAs 核滞留增强,进而影响这些mRNAs的表达以反馈响应线粒体损伤。

当埃博拉病毒蛋白VP30与称为RBBP6的宿主蛋白结合时,就会发生这些新的相互作用之一。这可以防止两种埃博拉病毒蛋白VP30和核蛋白(NP)发生相互作用。VP30和NP之间的连接对于病毒繁殖至关重要。该研究表明,RBBP6结合VP30上相同点的能力可破坏VP30-NP相互作用并阻断病毒的生长。

构成人类基因组的几乎所有DNA - 身体的蓝图 - 都包含在我们细胞的细胞核中。这被称为核DNA。在其他功能中,核DNA编码的特征使我们个体以及在我们体内完成大部分工作的蛋白质。

研究还发现在NEAT1和paraspeckles形态或数量发生异常时,线粒体的形态、耗氧速率、ATP合成能力等都会受到影响,而线粒体功能紊乱最终会影响细胞的增殖速率。在亚砷酸盐引起的线粒体途径的细胞凋亡过程中形成了大量的paraspeckles,并通过核滞留细胞色素C的mRNAs而限制其表达,进而缓解了由细胞色素C释放引起的细胞凋亡。这些结果表明NEAT1在响应来源于线粒体损伤的信号时通过增强paraspeckles对mito-mRNAs的滞留以反馈调节线粒体相应的生理过程。

研究人员提出,模仿RBBP6和埃博拉病毒之间相互作用的药物产品具有治疗潜力,他们还发现了埃博拉病毒与其他宿主蛋白之间的其他相互作用,可用于新型治疗。该研究结果发表在Cell杂志上。

我们的细胞还含有线粒体,通常被称为电池,为我们的细胞提供能量。这些线粒体中的每一个都由少量的线粒体DNA编码。线粒体DNA仅占整个人类基因组的0.1%,并且完全从母亲传给孩子。

陈玲玲研究组长期从事长非编码RNA及其功能研究。在NEAT1研究领域,揭示了paraspeckles通过滞留含有特殊顺式元件(例如IRAlus)的mRNAs来调控基因表达的作用(Chen et al, 2008 EMBO J);首次阐明了在人胚胎干细胞中NEAT1表达缺失导致paraspeckles结构缺失、进而影响核滞留基因表达,最终调节干细胞正常生理功能的新机制(Chen and Carmichael, 2009 Mol Cell);系统发现了paraspeckles中滞留含有特殊顺式元件的mRNAs及其调控 (Hu et al, Genes Dev 2015)。在这项最新的NEAT1相关研究工作中,陈玲玲研究组进一步揭示了细胞核亚结构paraspeckles与细胞质线粒体之间的紧密联系,表明在应激条件下细胞通过paraspeckles调控线粒体稳态的重要生理功能,也为深入理解NEAT1的调控和功能,以及细胞内亚结构之间的互作研究提供了新思路。

埃博拉病毒是一种有包膜的RNA病毒,在过去的四十年里,它一再引发严重的,通常是致命的人类疾病。最大的疫情发生在2013年至2016年间的西非,造成约28,000例感染和11,000例死亡。然而,埃博拉病毒仍然是全球主要的公共卫生威胁。据世界卫生组织称,8月1日,刚果民主共和国卫生部宣布在北基伍省爆发新的埃博拉病毒疫情。该病毒现已扩散到刚果东部主要城市布滕博(Butembo),该城市有超过一百万居民,成为历史上第二大埃博拉疫情。据报道,刚果东北部有423例确诊病例和225例确诊死亡病例。

到目前为止,科学家们一直认为线粒体很容易互换,只能为我们的身体提供动力,因此个体的线粒体可以被供体替代而没有任何后果。然而,在第一次使用英国100,000基因组计划及其国家健康研究所(NIHR)资助试点项目数据的主要人口研究中,研究人员比较了成千上万人的线粒体和核DNA,发现线粒体可以微调到细胞核。

该工作在研究员陈玲玲的指导下,由生化与细胞所博士生王洋、胡世斌(现为Stanford大学博士后)和中科院上海生命科学研究院计算生物学研究所博士生王梦然等完成,并得到了计算生物学研究所研究员杨力的大力支持。该研究由国家基金委、科技部、中科院以及HHMI基金会经费支持,并得到了生化与细胞所分子生物学技术平台及中科院植物生理生态研究所细胞结构分析技术平台的支持。

11月,疾病控制和预防中心警告说,爆发可能无法控制,因为刚果民主共和国的这一部分是一个战争区,使埃博拉应对小组的工作复杂化并使其安全处于危险之中。这可能是自1976年发现致命病毒以来爆发导致该疾病持续存在的第一次。这意味着公共卫生官员已经失去了追踪联系,阻止传播链和遏制疫情的能力。在之前爆发的疫情主要发生在偏远地区,埃博拉病毒在广泛传播之前就已被遏制。