相关文章

中科院生物物理所 发现线粒体翻译与细胞质翻译协调机制-北京翻译

中科院生物物理所与中科院动物所、军事医学科学院以及天津科技大学等机构合作,揭示了线粒体翻译与细胞质翻译之间的“协调”机制。研究还揭示了一种全新的男性不育发病途径,对男性不育临床干预具有重要借鉴意义。相关成果4月11日在线发表于《自然—结构域分子生物学》期刊。生物物理所研究员秦燕为通讯作者,该所博士高岩岩和博士后白秀峰为并列第一作者。

蛋白质是生命活动的主要执行者,没有蛋白质就没有生命。指导蛋白质合成的遗传密码储存在DNA中,当细胞接收到外界指令后,遗传密码信息首先由DNA转移至mRNA,这一过程叫作“转录”;核糖体又进一步将mRNA上的信息转移至蛋白质,这一过程叫作“翻译”。在哺乳动物细胞中共有两套翻译系统,其中一套位于细胞质中,另一套翻译系统位于线粒体。然而,两个翻译系统之间的协调机制一直是个“待解之谜”。

研究人员通过构建全身性mtEF4基因敲除鼠,发现mtEF4基因敲除引起雄性小鼠生殖细胞氧化磷酸化功能受损,从而导致雄性不育。进一步研究发现,mtEF4敲除后,线粒体蛋白质翻译速率增加,但代价是蛋白质“合格率”下降,新生成的蛋白质“寿命”变短。体细胞通过激活mTOR信号通路加速细胞质翻译来平衡这种变化,以此化解线粒体翻译速率升高带来的负面影响。而生精细胞的mTOR信号通路在mtEF4缺失的情况下活性反而下降,引起生精细胞线粒体复合物组装失败,直接后果便是雄性不育。