近日,中國農業大學植物保護學院杜娟教授團隊在Cell Reports期刊上發表題為“Stuxnet balances mitochondria homeostasis by regulating uhg5 and parkin”的研究成果。該研究揭示了蛋白質Stuxnet(Stx)協調線粒體穩態的新機制,發現了其調控睡眠行為的重要機理。中國農業大學植物保護學院趙賢國、楊興卓和黃圓盛為本文共同第一作者,張一凡、崔相洲為本論文做出了重要貢獻,杜娟和張俊爭老師為共同通訊作者。
該研究首次鑒定出U snoRNA host gene 5(Uhg5)基因作為Stx蛋白的靶標基因,其缺失也會導致果蠅睡眠紊亂。研究人員通過核糖體測序與轉錄組測序分析發現,Uhg5基因編碼產生的小核仁RNA(snoRNAs)能夠靶向線粒體基因的轉錄本,精準調控其翻譯效率,影響線粒體功能,從而在睡眠維持中發揮重要作用。
進一步研究表明,Stx蛋白作為上游調控因子,能同時直接結合Uhg5和parkin編碼的RNA,其中parkin是線粒體自噬過程的核心調控蛋白。通過GoldCLIP-seq技術與遺傳互作實驗,研究人員證實了stx、Uhg5與parkin三者之間存在功能上的調控網絡,stx的缺失可同時影響Uhg5與parkin編碼的RNA的表達水平。
基于這些發現,研究者提出了一個全新的工作模型:Stx通過協調調控Uhg5(促進線粒體生物合成)和Parkin(促進損傷線粒體清除),動態影響線粒體的生成與周轉平衡。
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Stx通過協調調控Uhg5與parkin維持線粒體穩態的模式圖
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