《親管蛋白（syntabulin）對線粒體融合及神經退行性疾病的調控》是依託深圳大學，由蘇慶寧擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：親管蛋白(syntabulin)對線粒體融合及神經退行性疾病的調控
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：蘇慶寧
- 依託單位：深圳大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
線粒體融合是由dynamin 類GTP酶所調節的。這類分子基因的有害突變無一例外地導致神經退行性疾病。我們最新研究表明，親管蛋白(syntabulin)也能誘發線粒體在微管上融合。但親管蛋白如何引起線粒體的融合，其基因突變是否引起神經退行性性疾病仍未清楚。經酶活性檢測排除了親管蛋白具有GTP酶活性之後，我們通過蛋白結構域分析，提出線粒體融合因子mitofusin 2(MFN2)可能是親管蛋白的結合分子，免疫共沉降實驗進一步證實了親管蛋白能與MFN2 結合。本項目擬採用免疫共沉澱、共定位、雷射共聚焦、基因沉默等技術，旨在獲得親管蛋白與微管和MFN2形成複合體的直接證據，闡明親管蛋白誘導線粒體在微管上融合的分子機制，揭示親管蛋白在能量產生體系線粒體與能量消耗體系微管中的協同作用。本項目研究成果有望線上粒體融合機制及其生理功能方面獲得新突破，為治療神經退行性疾病提供新的靶點及其科學依據。
結題摘要
本項目研究在明確親管蛋白、線粒體GTP酶、微管和線粒體融合的關係的過程中，發現了能促進線粒體融合又能與親管蛋白結合線粒體GTP酶Mitofusin 2被證實並不參與親管蛋白誘導的線粒體融合，從而進一步發現了另外一個線粒體GTP酶Miro。Miro本身能與微管結合，它的線粒體定位、能與親管蛋白結合以及與動力分子的相互作用使得線粒體在骨架上延伸得到了合理的解釋。在了解親管蛋白誘發線粒體形成骨架狀網路結構的原因過程中，我們發現親管蛋白除了通過增加線粒體頂端接觸外還誘導線粒體另外兩種融合——長軸側向融合和垂直融合。這也是為什麼親管蛋白能誘發線粒體融合成為管網狀結構的直接證據。研究還證實了親管蛋白通過其螺旋盤卷區的相互作用將兩線粒體沿其長軸並行排列或垂直接觸並進一步誘導線粒體的側向融合和分枝。通過活細胞動態觀察，我們證實了在天然表達親管蛋白的原代神經細胞中，線粒體確實存在側向融合和垂直融合。因此，親管蛋白是以一種新的調節方式——即促進線粒體的側向相互作用合垂直方向的相互作用而導致線粒體的融合併通過微管這一支架完成管網狀的線粒體結構。 課題假設SNAREs分子可能參與又親管蛋白誘導的線粒體的融合，但經研究發現SNAREs 分子參與的是線粒體與細胞內膜之間的膜組分交換。首先我們在原代神經細胞中發現了親管蛋白能夠與內質網和線粒體之間相互作用形成長管狀結構，在COS7細胞中通過質粒轉染表達親管蛋白，重複出了這一細胞生理學事件。通過影像學觀察和GST-Pulldown等實驗我們證實了位於線粒體上的親管蛋白與位於內質網上的Syntaxin17相互作用，並與SNARE家族的另一分子Snap29一起構成內質網和線粒體間的互作橋樑。我們以定位於內質網上的鈣聯蛋白分子CNX作為對照，證明了內質網和線粒體間的相互作用是由STX17特異性地與親管蛋白發生相互作用而引起的，並且發生於乙醯化微管平台上。本研究首次發現了以親管蛋白為核心的介導內質網和線粒體間關聯的一組重要調節因子，將SNARE分子功能由介導細胞內囊泡轉運擴展至介導線粒體與細胞內膜之間的相互作用。
