1 捷克共和国查理大学理学院寄生虫学系 BIOCEV、Vestec、2 西布列塔尼大学、CNRS、海洋生态系统与生态联合研究中心 BEEP、IUEM、法国普卢扎讷、3 德国马尔堡马克斯普朗克陆地微生物研究所昆虫肠道微生物学和共生研究小组、4 波兰华沙大学生物学院进化生物学研究所、生物和化学研究中心、5 加拿大埃德蒙顿阿尔伯塔大学医学系传染病科、6 瑞士洛桑联邦理工学院生命科学学院;瑞士洛桑生物信息学研究所,7 生态学、系统学和进化部,巴黎萨克雷大学,法国奥赛国家科学研究院,8 捷克科学院生物中心寄生虫学研究所,捷克 Česke´ Bud ě jovice,9 俄斯特拉发大学理学院,生物学和生态学系,捷克共和国
抽象背景超出观察到的细胞结构和线粒体的改变,将罕见的遗传突变与受脱敏突变影响的患者的心力衰竭发展联系在一起的机制尚不清楚,这是由于缺乏相关的人类心肌细胞模型。阐明线粒体在这些机制中的作用的方法,我们研究了源自人类诱导的多能干细胞的心肌细胞,这些干细胞带有杂合的DES E439K突变,这些干细胞是从患者中分离出来的,或者是由基因编辑产生的。为了提高生理相关性,在各向异性的微图案表面上培养心肌细胞以获得伸长和比对的心肌细胞,或者作为心脏球体,以创建微生物。在适用的情况下,通过突然死于携带DES E439K突变的家族的患者的心脏活检证实了心肌细胞的结果,并从五个对照健康的供体中验尸中的心脏样本。结果杂合DES E439K突变导致心肌细胞的总体细胞结构的巨大变化,包括细胞大小和形态。最重要的是,突变的心肌细胞显示出改变的线粒体结构,线粒体呼吸能力和代谢活性,让人联想到患者心脏组织中观察到的缺陷。最后,为了挑战病理机制,我们将正常的线粒体转移到突变体心肌细胞内,并证明这种治疗方法能够恢复心肌细胞的线粒体和收缩功能。结论这项工作突出了DES E439K突变的有害作用,证明了Mito-软骨异常在与Desmin相关心肌病的病理生理学中的关键作用,并为这种疾病打开了新的潜在治疗观点。
缺血性心脏病和心肌病的特征是缺氧,能量饥饿和线形干燥功能障碍。HIF-1充当细胞氧气传感器,调整了代谢和氧化应激途径的平衡,以提供ATP并维持细胞存活。作用于线粒体,HIF-1调节不同的过程,例如能量底物利用,氧化磷酸化和线粒体动力学。反过来,mito软骨稳态修饰会影响HIF-1活性。这是HIF-1和线粒体紧密相互联系以维持细胞稳态的基础。尽管有许多与HIF-1和线粒体联系起来的证据,但机械洞察力远远远离站立,尤其是在心脏病的背景下。在这里,我们探讨了当前对HIF-1,活性氧和细胞代谢如何相互联系的理解,并特别关注线粒体功能和动力学。我们还讨论了HIF在急性和慢性心脏疾病中的不同作用,以强调HIF-1,线粒体和氧化应激相互作用值得深入研究。虽然旨在稳定HIF-1的策略在急性缺血性损伤中提供了有益的作用,但在长时间的HIF-1激活中观察到了一些有害作用。因此,将HIF-1与线粒体之间的联系解密将有助于优化HIF-1调节,并为治疗心血管病理的新观点提供新的治疗视角。
图1。家族性肌原纤维肌病和杂合DES E439K变体。(a)受影响家庭的血统。圈子和正方形分别代表女性和男性受试者。实心符号显示患有肌病和心肌病的患者。交叉的符号代表已故的受试者。+符号代表患者存在致病性杂合DES变体。固体箭头指示其心脏活检的家庭成员用于组织学和生化分析。空箭头指示其外周血单核细胞用于产生IPSC克隆的家庭成员。(b)索引病例CII的心脏样本的双脑室横向心脏切片(A)显示两个心室的扩张。(c)福尔马林固定左心室截面的苏木精蛋白safran染色显示广泛的纤维化。
图1:(a)人mtDNA的示意图。mRNA,rRNA和tRNA的基因编码区分别显示为蓝色,绿色和橙色。主要的非编码区(NCR)显示为灰色。位于NCR中的两个转录启动子,轻链启动子(LSP)和重链启动子(HSP)。LSP负责1 mRNA和8个TRNA的转录。HSP负责12个mRNA,14个TRNA和2个RRNA的转录。重链复制的起始位点(Orih,O H)也位于NCR中,而光链(Oril,O l)的起始位置位于NCR以外,距LSP转录位点约2/3。(b)内部线粒体膜上氧化磷酸化(OXPHOS)的示意图。由mtDNA编码的蛋白质亚基以深蓝色突出显示。nd1、2、3、4、4l和5(紫色)是Oxphos复合物的亚基。CytB(橙色)是复合物III的亚基。Cox I,II和III(绿色)是复合物IV的亚基。ATP 6和ATP 8(黄色)是复合V的亚基。
结直肠癌(CRC)是近年来全球发病率和死亡率最高的恶性肿瘤之一,主要起源于结肠或直肠的粘膜组织,并有可能快速发展为侵袭性癌症。它的发病机理很复杂,涉及许多因素,包括遗传背景,生活方式和饮食习惯。早期检测和治疗是提高CRC患者存活率的关键。然而,普遍的问题是患者可以严重抵抗治疗,这大大增加了治疗的复杂性和挑战。因此,揭开和克服CRC的抵抗力已成为研究的重点。线粒体(细胞的能量中心)在细胞代谢,能量供应和凋亡过程中起着至关重要的作用。在CRC中,线粒体功能障碍不仅会损害正常的细胞功能,还会促进肿瘤耐药性。因此,对线粒体功能障碍与CRC发育机制之间的关系有深入的了解,以及促进对化学疗法药物抗药性的机制,对于靶向疗法的发展,增强药物效率以及改善患者寿命的治疗效果和质量至关重要。
此预印本版的版权持有人于2023年9月18日发布。 https://doi.org/10.1101/2023.09.14.557734 doi:Biorxiv Preprint
抽象的生物氮固定,惰性N 2向代谢可触发的NH 3的转化仅由某些称为重18zotrophs的微生物进行,并由氮酶催化。a [7fe-9s-c-mo- r- homocitrate] - cofactor(指定为femo-CO)提供了催化位点,用于降低mo依赖性氮酶的n 2。因此,在模型真核生物(例如酿酒酵母)中实现FEAMO-CO形成,这是使它们具有MO依赖性生物氮固定能力的重要里程碑。femo-CO组装中的中心播放器是脚手架蛋白Nifen,在该蛋白质中,NIFB的[8FE-9S-C]前体的nifb-Co处理。先前的工作确定可以在酿酒酵母线粒体中产生NIFB-CO。在当前的工作中,在酿酒酵母中表达了来自不同重18zotrophs的Nifen基因的库,针对线粒体,并针对产生可溶性硝基蛋白质复合物的能力进行了调查。许多这样的nifen变体在重生A. vinelandii中异源产生时,都支持FEMO-CO形成。然而,其中只有三个以可溶性形式积聚在有氧培养的酿酒酵母的线粒体中。在体外FEAM-CO合成测定中有两个变体活跃。Nifen,Nifb和NIFH蛋白(所有这些物种都从酿酒酵母线粒体中产生并纯化),以建立成功的FEMO-CO生物合成途径。这些发现表明,将各种种间氮酶Feemo-CO组件组件结合在一起可能是一种有效的,也许是实现和优化真核眼球生物体中氮固定的唯一方法。
引言内质网(ER)是一种多功能细胞器,涉及蛋白质折叠和组装,分离键的形成以及Ca 2 +储存。在ER中,源自与Ca 2 + - 和氧化还原依赖性事件相互之间的源自展开的蛋白质反应(UPR)的信号(17,25)。它们的整合对于细胞分化和死亡决策至关重要(19)。为了实现其许多功能,ER由专门的子区域组成(38,44),其中之一是一个关键信号枢纽:线粒体相关的膜(MAM)保证与线粒体与线粒体的物理关联,用于CA 2 +信号传导和细胞存活的基础(13)。富含Ca 2 +辅助蛋白,氧化还原酶和伴侣蛋白,MAM产生高[Ca 2 +]的微区域,从而激活线粒体Ca 2 + Uniporter(MCU)(MCU)(12、13、16)。ER是过氧化氢的潜在来源(H 2 O 2)。ERO1 A和ERO1 B脂蛋白可持续氧化蛋白折叠,通过PDI将电子从货物蛋白转移到分子氧,并作为副产物产生H 2 O 2(27)。in