發(fā)現(xiàn)驅(qū)動線粒體鈣通道機(jī)制關(guān)鍵蛋白

線粒體就像生物體內(nèi)的電池，為幾乎所有細(xì)胞供應(yīng)能量，而支持這一供能過程的分子機(jī)制一直是個謎。據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)6月20日（北京時間）報道，哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院和馬薩諸塞綜合醫(yī)院研究人員通過查閱人類基因組項目數(shù)據(jù)庫資料并結(jié)合實驗分析，終于發(fā)現(xiàn)了驅(qū)動線粒體鈣通道機(jī)制的關(guān)鍵蛋白。該發(fā)現(xiàn)發(fā)表在6月19日出版的《自然》雜志上。

鈣通道是專門針對鈣離子的膜通道。生物體中的鈣含量與許多zui基本的生物過程密切相關(guān)，也和神經(jīng)退行性疾病、糖尿病等的疾病環(huán)境有關(guān)。半個世紀(jì)以來，人們用生理和生物物理學(xué)的方法來研究鈣通道，未能找到它的分子基礎(chǔ)。

哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院系統(tǒng)生物學(xué)副教授范思·穆薩和同事研究線粒體已經(jīng)長達(dá)10年。2008年，他們曾鑒定出1098個人類和鼠類的線粒體蛋白，發(fā)表了一份綜合蛋白及蛋白質(zhì)組目錄，名為“MitoCarta”，但其中大部分蛋白質(zhì)的功能還不明確。2010年9月，他們通過MitoCarta目錄找到了一個與線粒體攝取鈣有關(guān)的特殊蛋白，命名為MICU1。

但MICU1并沒有跨越膜，只是鈣通道機(jī)制中一個重要組成部分，作為膜通道調(diào)控器，與它相對應(yīng)的蛋白才是真正的“運(yùn)輸車”。研究小組再以MICU1為引線，搜尋了全部RNA基因組和蛋白質(zhì)表達(dá)數(shù)據(jù)庫，以及包含了500個物種的基因組信息，終于發(fā)現(xiàn)有一種未知的、功能不明的蛋白質(zhì)，在形狀上跟MICU1正相對應(yīng)。研究人員給它取名為MCU，即“線粒體鈣單輸送體”。

為了證實MCU是線粒體鈣吸收的關(guān)鍵蛋白，他們與Alnylam制藥公司合作，利用一種RNAi工具（能選擇性地使細(xì)胞中基因喪失活性）讓小鼠肝臟中的MCU喪失了活性，盡管小鼠沒有立即顯出反應(yīng)，但它們肝臟組織中的線粒體已經(jīng)喪失了吸收鈣的功能。

穆薩表示，這在某些人類疾病中也能得到證實。神經(jīng)組織退化類疾病的患者，其大腦神經(jīng)元常會出現(xiàn)線粒體鈣負(fù)荷超標(biāo)。胰島素等許多激素也是由于細(xì)胞質(zhì)中的鈣介入而釋放，清除細(xì)胞質(zhì)中的鈣，線粒體就會發(fā)出相關(guān)信號。MICU1和MCU不僅對研究能量代謝和細(xì)胞信號之間的關(guān)系具有重要意義，對缺血性損傷、神經(jīng)退行性疾病、糖尿病等多種疾病，也是重要的藥物標(biāo)靶。（豐翔生物www.fxbiocc.com）