线粒体DNA“大逃亡”?Science首次揭示这一微妙时刻



线粒体是维持细胞能量供给、有氧呼吸的主要场所。一旦遭受破坏,它们能够引发机体免疫反应,从而造成更大的伤害。因为线粒体DNA(mtDNA)与细菌DNA有很多相似之处,所以一旦细胞接触到逃脱线粒体的DNA,就会接收到类似于病原体入侵的信号,从而激活免疫系统。


虽然mtDNA的释放被认为是引发自身免疫性疾病的原因之一,但是这类DNA如何从线粒体内逃脱?这一直是个谜。


现在,借助于先进的显微镜系统,莫纳什大学生物医学研究所(BDI)的Benjamin Kile教授团队发现并记录下这一过程。



在细胞凋亡过程中过程中,线粒体DNA(绿色)“逃离”线粒体(红色)。(点击观看视频)


Benjamin Kile团队发现,当细胞凋亡时,两种蛋白——BAK和BAX会被激活。“这些‘杀手’蛋白会在线粒体外膜上‘开孔’,导致细胞内容物溢出,包括mtDNA。” Kile教授解释道。


这一微妙的时刻被蒙纳士大学的Titan Krios冷冻电镜、Eliza Hall研究所的晶格层光显微镜捕捉到。其中,晶格层光显微镜由诺贝尔奖获得者Eric Betzig开发,能够以高分辨率观察活体细胞。


BAK和BAX旨在终结细胞,但是溢出的DNA会造成间接伤害。如果已不能正常控制,mtDNA会引发免疫反应、带来炎症。“这一发现是罕见的,但是它能够加深对于自身免疫性疾病的理解。”研究人员强调道。




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