4月9日,《細胞與發(fā)育生物學前沿》（Front Cell Dev Biol）雜志在線發(fā)表了中科院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院劉興國課題組的最新研究成果“OPA1-Exon4b binds to mtDNA D-loop for transcriptional and metabolic modulation, independent of mitochondrial fusion”。該成果展示了一種OPA1外顯子4b介導的不依賴于線粒體融合的全新線粒體功能修復機制，并進一步發(fā)現這一類剪接體在肝癌中有助于線粒體代謝轉變。 

　　細胞內的線粒體如同群居互助的小精靈，當個別線粒體出現損傷發(fā)生能量異常時，可以與其他功能正常的線粒體進行融合得到恢復。而融合的模式：短暫的“kiss-and-run”，抑或完全融合為一體，是由在內膜上的蛋白OPA1來決定的。OPA1如同線粒體社交的“情商”。然而，損傷的線粒體能否及怎樣自我功能恢復呢？ 

　　劉興國組發(fā)現OPA1的外顯子之一4b不依賴于線粒體之間的融合，直接調控線粒體呼吸而恢復自我能量供給。機制研究表明，OPA1外顯子4b調控線粒體DNA類核的結構，特異結合線粒體DNA的D-loop區(qū)來調控其轉錄，修復電子傳遞鏈，最終恢復線粒體呼吸功能。更重要的是，含有OPA1-Exon4b的剪接體蛋白在肝癌細胞中的表達特異下調，導致腫瘤糖代謝Warburg效應中線粒體能量供給下降。 

　　這一工作使人們對于OPA1在線粒體損傷中的作用有了一個嶄新并全面的認識：當線粒體通過社交得到外援而功能恢復，OPA1不含外顯子4b的剪接體發(fā)揮了“情商”的決定作用；當線粒體“心即是理”自我功能恢復，OPA1含外顯子4b的剪接體發(fā)揮了“良知”的啟動作用；當線粒體損傷嚴重將導致細胞死亡，OPA1則驟然“心碎” 釋放內嵴的細胞色素c引發(fā)凋亡。這一多層次的調控模式不但在生理發(fā)育中發(fā)揮重要作用，而且調控了腫瘤等病理代謝轉換。 

　　本研究與武漢大學、中山大學、廣州醫(yī)科大學的多個研究組合作完成，獲國家重點研發(fā)項目、中科院、國家自然科學基金、廣東省和廣州市的經費支持。 

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　　OPA1調控線粒體自我功能修復新機制