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中国学者新成果登Nature2010全新

发布时间:2019-07-21 09:41:50 编辑:笔名

中国学者新成果登Nature2010全新刊

生物通报道:来自中科院生物膜与膜生物工程国家重点实验室,南开大学,北京大学等处的研究人员发现了线粒体融合过程中的一种新机制,这对于深入解析线粒体融合,以及相关的细胞凋亡,神经退行性疾病等具有重要意义。这一研究成果公布在Nature Communications上。

Nature Communications是Nature出版集团在2010年推出了一份全新的刊,这一刊物主要定位于出版自然科学各领域具重要突破的高质量研究成果,其学术内容包括生物、化学和物理学等,除此之外还包括Nature系列期刊所不能涵盖的一些学科的成果,比如发育生物学,植物学,微生物学,生态和进化生物学等等方面。

这一文章的通讯作者是中国科学院陈佺研究员,其早年毕业于湖北大学,目前的研究方向是分析线粒体在细胞凋亡调控中的分子机制,探索细胞凋亡和肿瘤干细胞在肿瘤发生中的关键作用,以及分析线粒体动态变化(分裂、融合和线粒体自吞噬及线粒体运动)的分子调节及其在神经退行性疾病如老年痴呆和帕金森综合症发生中的作用。

研究发现如果线粒体融合过程出错,错误的细胞就会死亡,进而导致疾病的发生,这其中就包括两种神经退行性疾病——dominant optic atrophy(显性视神经萎缩,导致失明的常见遗传病因)和腓骨肌萎缩症(CMT,Charcot-Marie-Tooth disease)。因此一些研究人员开始分析这些疾病与线粒体融合之间的关系,但是由于线粒体的结构组成比较复杂,线粒体内外膜有所区别,所以对于对于这一方面了解不多。

在这篇文章中,研究人员发现一种重要的线粒体融合调控因子:Mitofusins (Mfns)与G-protein β2(Gβ2)亚基能共同调控线粒体融合过程,这揭示了线粒体融合的一种新机制,即Gβ2能通过与Mfn1相互作用,参与线粒体融合调控。

研究人员发现Gβ2粒体表面富集,然后特异性的与Mfn1作用,这样Gβ2调控线粒体膜表面Mfn1的流动性,从而影响线粒体融合,并且研究人员还通过实验去除了内源性Gβ2,结果发现线粒体发生碎裂,这种情况在加入外源性Gβ2后得到缓解。这些发现对于深入解析线粒体融合,以及相关的细胞凋亡,神经退行性疾病等具有重要意义。

之前的研究曾发现线粒体融合与程序性细胞死亡即细胞凋亡密切相关,细胞凋亡是健康个体中的一个正常过程,研究发现线粒体跨膜电位与线粒体通透性改变在细胞凋亡过程中起重要作用,并且还有人提出了线粒体通透性改变孔道复合物的假说。细胞凋亡是生命的一个基础过程,而线粒体融合与细胞凋亡以及一些疾病的发生密切相关,因此在这方面的持续研究将有利于更多相关疾病的治疗或预防。

(生物通:万纹)

原文摘要:

Nature Communications | ArticleG-protein β2 subunit interacts with mitofusin 1 to regulate mitochondrial fusionMitofusins (Mfns) mediate the fusion of mitochondrial membranes. However, little is known about how Mfns are regulated to control mitochondrial fusion, which is a multistep process requiring tethering and docking of the outer membranes of two mitochondria. In this study, we report that guanine nucleotide binding protein-β subunit 2 (Gβ2), a WD40 repeats protein and a member of the β-subunits of the heterotrimeric G proteins, has a crucial function in mitochondrial fusion. Gβ2 was found to be enriched on the surface of mitochondria and interacted with mitofusin 1 (Mfn1) specifically. Gβ2 also regulated the mobility of Mfn1 on the surface of the mitochondrial membrane and affected the mitochondrial fusion. Depletion of endogenous Gβ2 resulted in mitochondrial fragmentation, which could be rescued by exogenous Gβ2. These findings have thus uncovered a novel role of Gβ2 in regulating mitochondrial fusion through its interaction with Mfn1.

作者简介:

陈佺   男,博士,研究员,博士生导师;中国科学院动物研究所细胞凋亡和癌症生物学研究组组长,生物膜与膜生物工程国家重点实验室副主任。  在科学院“百人计划”和知识创新工程的支持下陈佺研究员于2000年组建了细胞凋亡和癌症生物学研究组,主要从事线粒体生物学和细胞凋亡机制的研究,同时进行抗癌药物筛选和化学生物学及癌症干细胞等方面的研究。近年来,研究组在国际主流杂志 JBC, FASEB Journal,Oncogene, Clinical Cancer Research, Cell Death and Differentiation和Hepatology 等杂志发表论文近30篇。申请专利5项。课题组得到国家自然科学基金委杰出青年基金,基金委重点基金,科技部973项目和科学院重点项目的支持。研究组组长现任FEBS letters杂志编委,Autophagy 和Cell Research等杂志编委会成员。  实验室现有博士研究生6名,硕士研究生3名,博士后1名。已经毕业的博士研究生8名,均在美国和国内知名实验室科研一线从事研究工作。培养硕士研究生2名,博士后5名(其中3人分别在北京大学医学院、南开大学生命科学院和四川大学生命科学院任教授/副教授)。科研工作经历:  1999 - 现在 研究员,中国科学院动物研究所生物膜与膜工程国家重点实验室,生物膜与膜生物工程国家重点实验室副主任。  2006 - 现在 教授,南开大学生命科学院  2001 - 2006 生物膜与膜工程国家重点实验室主任  1997 - 2002 博士后,美国俄亥俄州克利夫兰医学基金会,勒内研究所肿瘤生物学室  1994 - 1997 博士后,英国曼彻斯特大学,主要学历:  1990 - 1993 博士研究生,中国科学院北京动物所生物膜与膜生物工程国家重点实验室 专业方向:细胞生物学;导师:刘树森研究员   1987 - 1990 硕士研究生,中国科学院昆明动物所,专业方向:细胞生物学;导师:施立明研究员(中科院院士)  1981 - 1985 学士,湖北大学生物系,中国武汉研究领域:   主要研究线粒体在细胞凋亡调控中的分子机制,探索细胞凋亡和肿瘤干细胞在肿瘤发生中的关键作用。分析线粒体动态变化(分裂、融合和线粒体自吞噬及线粒体运动)的分子调节及其在神经退行性疾病如老年痴呆和帕金森综合症发生中的作用。 社会任职: 《FEBS letters》, editor 《Autophagy》杂志编委会成员 《Cell Research》杂志编委会成员 《国外医学》(分子生物学分册)编委 中国生物物理学会常务理事 中国生物化学会理事 中国细胞生物学会理事 自然科学基金委二审专家 生物膜与膜工程国家重点实验室学术委员会委员 南开大学生命科学院学术委员(分)会主任 获奖及荣誉: 1999 获美国癌症研究学会(AACR-AFLAC)癌症研究青年学者奖。 国家杰出青年基金获得者 中国科学院研究生指导教师奖承担科研项目情况: 自然基金重点():线粒体融合素mitofusion调控线粒体融合和运动的分子机制;基金批准号: ,项目主持人; 自然基金() :Caveolin/caveolae对Trail选择性诱导细胞凋亡的调,基金批准号:,项目主持人; 国家杰出青年基金(2003-2007):细胞凋亡的分子机制及线粒体在细胞功能调节中的关键作用;项目主持人; 面上项目():前脂肪细胞凋亡和分化的分子调节。基金批准号:;项目主持人; 面上项目():牵张诱导的心肌细胞凋亡的分子机制。基金批准号:, 项目主持人(与北京阜外医院陈兰英教授合作课题); 中国科学院“百人计划” () ,项目主持人 中国科学院重要创新方向():“细胞凋亡机制与抗癌筛选”, 项目负责人; 中国科学院重要创新方向():肿瘤干细胞命运调控及其在肿瘤复发和转移中的作用,项目负责人;KSCX2-YW-R-02 国家科技部资助“973”项目():生物膜和膜蛋白的结构与功能研究,2004CB720002 参加项目;国家科技部资助“973”项目():衰老的机制与干预的基础研究,参加项目(2007CB) 国家科技部资助“973”项目():细胞凋亡和分化在肿瘤侵袭和转移中的作用(2002CB513100)。子项目负责人。 国际资助项目:2002 - 2003, 第三世界科学院特别资助项目 2003 - 2004国际癌症研究联合会(UICC)YY Fellowship

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