线粒体相关翻译凝聚体通过局部蛋白合成调控线粒体稳态并延长寿命

时间:2025年9月11日
来源:Nature Aging

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来自中国科学院的研究人员揭示了线粒体相关翻译器官(MATOs)通过液-液相分离机制介导线粒体蛋白的局部合成,发现LARP-1蛋白组装的MATOs能维持线粒体嵴结构和ATP合成功能,在衰老和饥饿条件下持续存在的MATOs可显著延长线虫寿命,为衰老调控提供了新机制。

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这项突破性研究揭示了细胞中无膜细胞器与线粒体互作的新机制。通过精巧的实验设计,研究人员发现线虫体内的RNA结合蛋白LARP-1能像"分子建筑师"一样,通过液-液相分离(Liquid–liquid phase separation)将翻译机器和多种RNA结合蛋白组装成线粒体相关翻译器官(MATOs)。这些神奇的蛋白凝聚体像"微型工厂"一样附着在线粒体外膜,通过TOMC(translocase of the outer membrane complex)依赖的方式精准定位。

研究团队发现,LARP-1缺失会导致线粒体蛋白合成"生产线"崩溃,严重影响线粒体嵴(cristae)的精密结构和ATP合成功能。特别有趣的是,他们鉴定出两个关键"产品"——维持嵴结构的MICOS复合物亚基IMMT-1(MIC60)和ATP合成酶β亚基ATP-2,都是由这些"微型工厂"直接生产的。

当线虫面临衰老或营养匮乏时,MATOs会像"应急响应部队"一样从线粒体上解离。但令人振奋的是,那些顽强"坚守岗位"的MATOs展现出惊人的保护作用,不仅能维护线粒体健康,还使线虫寿命显著延长。这项发现为理解衰老过程中细胞器互作提供了全新视角,提示MATOs可能是对抗年龄相关退化的潜在靶点。

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