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吴聪颖课题组发现线粒体嵴形态的力学调控


2022513yl9193永利系统生物医学研究所、北京大学癌症研究院吴聪颖课题组在Nature Communications在线发表文章Mechanical instability generated by Myosin 19 contributes to mitochondria cristae architecture and OXPHOS,文章利用数学建模、超分辨成像和电镜重构等方法,揭示了Myosin 19微丝骨架对线粒体嵴形态的力学调控。

线粒体内膜向内折叠形成,其结构的完整性决定了线粒体功能。已有研究报道SAM-MICOS复合体等参与内结构调控,但促进内嵴折叠的力学因素尚未被报道。微丝骨架及其马达蛋白是细胞内重要的力学施加系统,而Myosin 19是目前已知的唯一定位在线粒体上的微丝马达蛋白该研究利用数学建模,预测连接点上的力学失稳能够促进的形成,并且与数学建模的预测一致,Myosin 19敲除细胞的线粒体嵴结构被破坏。

Myosin 19可以通过尾端结构域与SAM-MICOS复合体相互作用Myosin 19马达结构域进行研究发现Myosin 19水解ATP产生的机械力对于线粒体嵴结构的维持至关重要此外,利用Hessian-SIM超分辨显微镜,发现Myosin 19定位在线粒体嵴连接点处,Myosin19参与维持形态相一致随后的功能研究发现,敲除Myosin 19或破坏其马达结构域,会降低线粒体膜电位、细胞ATP含量和氧化磷酸化水平。该研究提出了机械力对细胞器精细结构的调控,拓展了马达蛋白的功能研究。

北京大学吴聪颖研究员、孙育杰研究员、黄小帅副研究员、清华大学李博副教授、徐州医科大学刘泳教授为本文的共同通讯作者。yl9193永利博士后石鹏、2015级基础八年制博士生任小雨和清华大学生物力学与医学工程研究所博士研究生孟杰为论文的并列第一作者。本研究受到国家重点研发计划和国家自然科学基金等经费的支持,得到了北京大学生命科学学院公共仪器中心的技术帮助。

原文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-022-30431-3

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