有效的蜂窝通信对于大脑调节肌肉收缩,记忆形成和回忆,决策和任务执行等多种功能至关重要。通过电气和化学信使(包括电压门控通道和神经递质)的快速信号传导来促进这种通信。这些使者通过传播动作电位和中介突触传播来引起广泛的反应。钙涌入和外排对于释放神经递质和调节突触传播至关重要。与氧化磷酸化有关的线粒体和能量产生过程也与内质网相互作用,以存储和调节细胞质钙水平。不同细胞类型中线粒体的数量,形态和分布根据能量需求而变化。线粒体损伤会导致过量的活性氧(ROS)产生。mitophagy是一个选择性过程,它通过自噬体 - 散糖体融合靶向并降解损坏的线粒体。线粒体中的缺陷会导致ROS和细胞死亡的积累。许多研究试图表征神经退行性疾病中线粒体功能障碍与钙失调之间的关系,例如阿尔茨海默氏病,帕金森氏病,亨廷顿氏病,黑肿瘤疾病,肌萎缩性侧面硬化症,脊髓灰质球脑性脑脑性无动脉症,染色。减少线粒体损伤和积累的介入策略可以作为治疗目标,但是需要进一步的研究来揭示这一潜力。本综述提供了与线粒体在各种神经元细胞中有关的钙信号传导的概述。它严格检查了最新发现,探讨了线粒体功能障碍可能在多种神经退行性疾病和衰老中起的潜在作用。此外,评论还确定了知识中现有的差距,以指导未来研究的方向。
简介:自 COVID-19 大流行开始以来,已报告 COVID-19 患者的临床表现范围广泛,从无症状感染到轻度或重度疾病和死亡。研究表明了几种可能影响 COVID-19 临床结果的因素。促炎状态和抗病毒反应受损被认为是重症 COVID-19 的主要促成因素。考虑到线粒体在调节对病原体的免疫反应、促炎信号传导和细胞死亡方面发挥着重要作用,它在 SARS-CoV-2 感染中受到了广泛关注。最近的研究表明,高水平的无细胞线粒体 DNA(cf-mtDNA)与 COVID-19 重症监护病房 (ICU) 入院和死亡风险增加有关。然而,关于 SARS-CoV-2 感染中 cf-mtDNA 的研究很少,主要集中于重症 COVID-19 病例。在本研究中,我们调查了 COVID-19 患者的 cf -mtDNA 拷贝数,并比较了无症状病例和有症状病例,并评估了临床价值。我们还确定了研究组中的 cf -核 DNA (cf -nDNA) 拷贝数和线粒体转录因子 A (TFAM) mRNA 水平。
在大多数真核物种中保留一个单独的基因组,鉴于受限的mtDNA损伤和复制质量控制机制。潜在的解释是,将减少的线粒体基因组保留为部分作用,以作为将线粒体完整性与细胞其余部分传达的一种手段。由于线粒体核酸是高度免疫抗肺的,因此严格控制并保留在线粒体双子膜系统中。,在许多情况下,已经发现线粒体会通过激活CGAS,RIG-I-like受体和Toll-Liel-like受体3,7,8的核酸受体的激活来释放其核酸的编程释放,以驱动炎症信号传导级联反应,这导致了干扰素β释放和抗病毒信号。此外,核酸释放还诱导炎症体激活触发孔隙蛋白D孔的形成,凋亡和白介素-1β释放。虽然早期在线粒体核酸作为主要集中在mtDNA上的炎症驱动因素时,现在已经很明显线粒体可以在不同条件下释放单链(SS-)和双链(DS-)RNA。已经发现核酸的编程释放是通过Bak-Bax介导的线粒体疝发生的,即固定在线粒体外膜的Gasdermin孔,
摘要 领狐猴( Varecia variegata 和 Varecia rubra )在 IUCN 红色名录中被列为极度濒危物种,需要开展遗传学研究来评估圈养种群的保护价值。利用 线粒体 DNA (mtDNA) D-loop 序列,我们研究了马达加斯加、欧洲和北美圈养领狐猴的遗传多样性和结构。我们发现 10 个新的单倍型:一个来自欧洲圈养的 V. rubra 种群,三个来自圈养的 V. variegata sub-cincta(一个来自欧洲,两个来自马达加斯加),六个来自马达加斯加其他圈养的 V. variegata。我们发现欧洲和北美圈养的 V. variegata 种群的线粒体 DNA 遗传多样性较低。几个创始个体共享相同的线粒体 DNA 单倍型,因此在提出繁殖建议时不应假设它们是无关的创始个体。马达加斯加的圈养种群具有很高的遗传多样性,包括尚未在野生种群中发现的单倍型。我们通过与之前的研究进行比较,确定了圈养种群创始个体的可能地理来源;圈养领狐猴的所有报告单倍型都与位于马达加斯加芒戈罗河以北的野生种群的单倍型相同或聚集在一起。有效
致病性线粒体DNA(mtDNA)单核苷酸变异是成人线粒体疾病的常见原因。某些变体的水平随着血液的年龄而降低。鉴于造血谱系中不同的分裂率,寿命和能量需求,我们假设细胞类型 - 特定的代谢需求驱动了这种下降。我们将细胞分类与mtDNA测序耦合,以研究祖细胞,髓样和淋巴样谱系中的mtDNA变异水平,该谱系来自26个具有两个致病mtDNA变体之一的个体(M.3243a> g和M.8344a> g)。对于这两种变体,T细胞谱系的细胞均显示出增强的下降。高通量单细胞分析表明,下降是由清除变体的细胞比例增加驱动的,遵循T细胞分化和组成的当前正统观念的层次结构。此外,患有致病性mtDNA变异的患者的T细胞比例低于对照组,这表明线粒体功能在T细胞稳态中的关键作用。这项工作确定了T细胞亚型选择性纯化其线粒体基因组的能力,并确定致病性mtDNA变体是跟踪血细胞分化状态的新手段。
抽象背景蛛网膜下腔出血(SAH)可能导致高度不利的预后。近年来,对SAH的研究集中在早期脑损伤(EBI)上,这是一个至关重要的进步,导致预后不良。SAH会导致各种并发症,包括线粒体功能障碍和DNA损伤。apurinic/ apyrimidinic核酸内切酶1(APE1)是一种必需的蛋白质,具有多方面的功能性,与DNA修复和氧化还原信号传导不可或缺。但是,APE1在SAH后线粒体DNA损伤修复中的作用尚不清楚。方法我们的研究涉及大鼠体内内血管内穿孔模型和体外神经元氧降解。然后,通过蛋白质印迹,免疫荧光,定量实时PCR,线粒体生物能测量和Neurobehavioural实验分析APE1对线粒体DNA损伤修复的影响。结果我们发现,在SAH大鼠模型中,线粒体DNA损伤和神经元死亡的水平下降。APE1的过表达改善了SAH后大鼠的短期和长期行为障碍。在体外,在暴露于氧蛋白的原发性神经元之后,APE1表达随着线粒体DNA损伤的增加而显着降低,呼吸链复合物水平的亚基降低以及随后的呼吸链功能障碍。APE1的过表达可解除神经元线粒体中的能量代谢疾病,并减少了神经元凋亡。ape1可能在SAH之后的EBI阶段起着至关重要的作用,使其成为治疗的关键目标。结论结论,SAH后EBI参与了APE1,通过通过线粒体呼吸链影响线粒体细胞凋亡。
异质性是细胞中多个线粒体DNA(mtDNA)序列的共存,在植物中有充分的文献证明。下一代测序技术(NGS)使得整个基因组对整个基因组进行了可行。因此,NGS具有检测异质的潜力。但是,异质检测中的方法和陷阱尚未得到充分投资和确定。异质检测的一个障碍是线粒体,塑料和核DNA之间的序列同源性,其中核DNA片段与mtDNA同源(NOMT)的影响需要最小化。为了检测异质,我们首先排除了从糖甜菜mtDNA序列中排除甜菜甜菜(Beta fulgaris)系EL10的核DNA序列。ngs读数是从甜菜线NK-195BRMM-O和NK-291BRMM-O的单个植物中获得的,并映射到未分解的mtDNA区域。通过基因组浏览分析检测到的1000多个位点表现出个体内部多态性。我们专注于一个309 bp的区域,其中12个个体内多形态位点彼此紧密相关。尽管通过NK-195BRMM-O和NK-291BRMM-O的PCR扩增在12个位点存在变异等位基因的DNA分子的存在,但这些变体并不总是由六个变体呼叫程序调用,这表明这些程序不适合内部个体个人个性化的多种形式检测。当我们更改核DNA参考时,发现EL10缺乏的数字包括309 bp区域。NK-195BRMM-O X NK-291BRMM-O的F 2种群的遗传分离支持了变体等位基因的NOMT起源。使用四个参考文献,我们发现NUMT检测表现出参考依赖性,而甜菜线中存在NOMT的极端多态性。EL10中没有发现的numts之一与NK-195mm-O中的另一个个体内多态位点有关。我们的数据表明,在甜菜中,糖的多态性意外高,导致对杂质的真实程度的混乱。
梭状芽胞杆菌艰难梭菌通过两种有效的外毒素的作用损害了结肠粘膜。塑造艰难梭菌发病机理的因素未完全理解,但可能是由于胃肠道生态系统,粘膜免疫反应和环境因素的生态因素所致。对艰难梭菌感染(CDI)中药物的作用知之甚少,但最近的研究表明,非甾体类抗炎药(NSAIDS)恶化了CDI。这种现象的基础机制尚不清楚。在这里,我们表明,NSAID通过破坏结肠上皮细胞(CEC)并使细胞对艰难梭菌毒素的敏感性加剧CDI - 介导的损伤与抑制环氧酶(COX)酶的规范作用无关。值得注意的是,我们发现NSAID和艰难梭菌毒素靶向CEC的线粒体并增强艰难梭菌毒素 - 介导的损伤。我们的结果表明,NSAID通过与艰难梭菌毒素协同损害宿主细胞线粒体来加剧CDI。一起,这项工作突出了NSAID在结肠中加剧微生物感染中的作用。
原发性线粒体疾病是影响多个器官的进行性遗传疾病,并以线粒体功能障碍为特征。这些疾病可能是由用线粒体定位编码蛋白质的突变引起的,或者是由线粒体基因组(MTDNA)中的遗传缺陷引起的。后者包括点致病变体和大规模缺失/重排。mtDNA分子具有野生型或变体序列可以在单个细胞中共同存在,即一种称为mtDNA杂质者的条件。mtDNA单点突变通常是通过基于简短读数的下一代测序(NGS)检测到的,但是,这些读数受到识别结构mtDNA改变的限制。最近,已经发布了基于长读数的新NGS技术,从而可以获得长度的几千酶序列。该方法适合检测影响线粒体基因组的结构改变。在目前的工作中,我们说明了基于长阅读牛津纳米孔技术的两种测序方案的优化,以检测mtDNA结构变化。与简短读取NG和传统技术相比,这种方法在MTDNA的分析中具有很强的优势,有可能成为MTDNA遗传研究的选择方法。
线粒体内膜的物理和化学特性对常用于核基因组碱基编辑的CRISPR系统提出了挑战,因为其向导RNA不能轻易进入线粒体来编辑线粒体DNA(mtDNA)1。此外,之前鉴定的DNA脱氨酶主要针对单链DNA(ssDNA),这限制了它们在线粒体DNA碱基编辑器的开发中的应用。然而,可以修饰双链DNA(dsDNA)中胞嘧啶的DddA脱氨酶的发现,使得开发线粒体DNA碱基编辑器成为可能,例如DddA衍生的胞嘧啶碱基编辑器(DdCBE)和转录激活因子样效应物(TALE)连接的脱氨酶(TALED)2,3。这些工具依赖于 DddA,但受到其序列偏好以及通过与转录抑制因子 CTCF 4 相互作用对核基因组产生脱靶效应的风险的限制。此外,DdCBE 和 TALED 会编辑目标序列的两条链 2 , 3 ,从而导致不准确。这些限制阻碍了这些工具在研究和治疗由线粒体DNA突变引起的疾病中的应用。