线粒体融合过程新机制

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。



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，导致失明的最常见遗传病因）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在线粒体表面富集，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。