4月9日,《細胞與發(fā)育生物學(xué)前沿》（Front Cell Dev Biol）雜志在線(xiàn)發(fā)表了中科院廣州生物醫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(lài)于線(xiàn)粒體融合的全新線(xiàn)粒體功能修復機制，并進(jìn)一步發(fā)現這一類(lèi)剪接體在肝癌中有助于線(xiàn)粒體代謝轉變。 

　　細胞內的線(xiàn)粒體如同群居互助的小精靈，當個(gè)別線(xiàn)粒體出現損傷發(fā)生能量異常時(shí)，可以與其他功能正常的線(xiàn)粒體進(jìn)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(lái)決定的。OPA1如同線(xiàn)粒體社交的“情商”。然而，損傷的線(xiàn)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(lài)于線(xiàn)粒體之間的融合，直接調控線(xiàn)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(xiàn)粒體DNA類(lèi)核的結構，特異結合線(xiàn)粒體DNA的D-loop區來(lái)調控其轉錄，修復電子傳遞鏈，最終恢復線(xiàn)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(xiàn)粒體能量供給下降。 

　　這一工作使人們對于OPA1在線(xiàn)粒體損傷中的作用有了一個(gè)嶄新并全面的認識：當線(xiàn)粒體通過(guò)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(xiàn)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(dòng)作用；當線(xiàn)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(xué)、中山大學(xué)、廣州醫科大學(xué)的多個(gè)研究組合作完成，獲國家重點(diǎn)研發(fā)項目、中科院、國家自然科學(xué)基金、廣東省和廣州市的經(jīng)費支持。 

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　　OPA1調控線(xiàn)粒體自我功能修復新機制