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NIBS王晓东PNAS发表凋亡研究新文章

2014.10.08

  来自北京生命科学研究所的研究人员证实,在凋亡过程中,Bax和Bak激活线粒体蛋白酶OMA1促进了细胞色素C释放。这一重要的研究发现发表在10月1日的《美国国家科学院院刊》(PNAS)上。

  论文的通讯作者是北京生命科学研究所所长、美国国家科学院院士王晓东(wangxiaodong)研究员。其主要研究方向是阐明细胞死亡的分子机理。

  细胞凋亡,也称程序化细胞死亡,是生理或病理条件下,各种内外信号激活细胞死亡程序后发生的一种自杀行为,其特征是一系列细胞形态学改变,包括染色体浓缩、核碎裂、细胞皱缩、凋亡小体形成等。

  细胞凋亡分为外源性激活途径与内源性激活途径:外源性途径主要通过死亡受体介导;内源性激活途径由线粒体介导。线粒体是真核生物能量和代谢的中心,在信号转导中起关键调节作用,在凋亡中起着决定性作用。细胞凋亡过程中的线粒体凋亡途径是近年来的研究热门。

  以往的研究证实,内在细胞凋亡刺激启动哺乳动物细胞的凋亡程序,其过程首先是通过激活包含Bcl-2同源结构域3(Bcl-2 homology domain3,BH3)的蛋白,如Bim和tBid,转而触发Bax和Bak蛋白发生构象改变,在线粒体上以低聚物形式形成孔道,使得细胞色素C和其他促凋亡蛋白从线粒体膜间隙释放出来,释放的细胞色素C随后通过一条明确的生化信号通路启动促凋亡caspase激活。但到目前为止,对于低聚化的Bax和 Bak引起线粒体内细胞色素C释放的机制仍不是很清楚。

  在这篇文章中研究人员报告称构建出了一些特殊的细胞系,他们能够以一种受控、定量的方式诱导这些细胞系中的Bim或tBid表达由此启动凋亡。利用这些细胞系,研究人员检测了在Bax和Bak低聚化之后、细胞色素C释放之前的凋亡事件。他们发现在这一系统中线粒体金属蛋白酶OMA1以Bax和Bak 依赖性方式激活。激活的OMA1裂解了dynamin-like GTPase蛋白optical nerve atrophy 1,这一事件对于线粒体嵴重塑至关重要。在这些细胞中抑制或是敲除OMA1可以减少细胞色素C释放。

  这些结果明确地表明了,低聚化的Bax和Bak是通过引起线粒体外膜透化以及OMA1激活触动了凋亡。

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