刘颖课题组报道SUMO化修饰调控线粒体未折叠蛋白质反应及其介导的天然免疫和...

刘颖课题组报道SUMO化修饰调控线粒体未折叠蛋白质反应及其介导的天然免疫和长寿

线粒体是细胞内最重要的细胞器之一，不仅为细胞提供了绝大部分的能量，也参与了氨基酸和脂肪等物质的代谢，免疫响应和程序性细胞死亡等过程。因此，维持线粒体的正常功能对于生物的正常生长和生存至关重要。在线粒体受到损伤时，线粒体会将信号传递给细胞核，促进线粒体特异性的分子伴侣和蛋白酶的高表达，从而保护和修复受损的线粒体。这一过程被称为线粒体未折叠蛋白质反应(mitochondrial unfolded protein response, mitoUPR)。线粒体未折叠蛋白质反应已经被报道参与了天然免疫和衰老等诸多重要的生理过程。但是该反应的具体分子机制尚未被完全解析。

2019年1月15日，北京大学分子医学研究所、北大-清华生命科学联合中心刘颖课题组于《eLife》杂志在线发表题为“SUMO peptidase ULP-4 regulates mitochondrial UPR-mediated innate immunity and lifespan extension”的研究论文。报道秀丽隐杆线虫中去SUMO化蛋白酶ULP-4参与介导线粒体未折叠蛋白质反应并进而影响天然免疫和寿命进程。

刘颖课题组在研究中首先发现，ULP-4对于线粒体未折叠蛋白质反应的激活是必须的。进一步研究发现ULP-4调控了线粒体未折叠蛋白质反应中重要转录因子ATFS-1和DVE-1的去SUMO化过程。但去SUMO化修饰对这两个转录因子的影响有所不同：去SUMO化修饰ATFS-1能够增强该蛋白的稳定性和转录因子活性；而去SUMO化修饰DVE-1调控该蛋白的细胞内定位。该课题组同时报道了ULP-4介导的ATFS-1和DVE-1的去SUMO化过程对于线粒体应激所启动的天然免疫和寿命延长的重要作用。这也是首次发现的线粒体未折叠蛋白质反应中重要蛋白的翻译后修饰调控。

北京大学分子医学研究所博士生高凯瑜为论文第一作者，北京大学分子医学研究所、北大－清华生命科学联合中心刘颖研究员为论文通讯作者。该研究获得了国家自然科学基金委、科技部国家重点研发计划、北大－清华生命科学联合中心、膜生物学国家重点实验室和HHMI国际研究学者项目的支持。目的支持。