跳到主页内容
美国国旗

美国政府的官方网站

Dot政府

gov意味着它是官方的。
联邦政府网站通常以.gov或.mil结尾。之前分享敏感信息，确保你在联邦政府网站。

Https系统

该站点是安全的。
这个https（https）：//确保您连接到官方网站，并且您提供的任何信息都是加密的并安全传输。

访问密钥 NCBI主页 MyNCBI主页 主要内容 主导航
.2018年9月4日；28（3）：516-524.e7。
doi:10.1016/j.cmet.2018.06.008。 Epub 2018年7月5日。

线粒体编码肽MOTS-c转位到细胞核调节核基因表达以应对代谢应激

金敬华（Kyung Hwa Kim） 1, Jyung Mean儿子 1, 贝内妮斯A贝纳永 2, 李昌汉 三
附属公司

线粒体编码肽MOTS-c转位到细胞核调节核基因表达以应对代谢应激

金敬华（Kyung Hwa Kim）等。 单元格元. .

摘要

细胞内稳态是通过线粒体和细胞核之间的通讯来协调的，细胞核是每个细胞器都拥有自己的基因组。虽然线粒体基因组由细胞核中编码的因子调节，但目前尚不清楚核基因组是否受到线粒体DNA中编码因子的积极控制。在这里，我们表明，线粒体基因组中编码的一种肽MOTS-c在代谢应激后以5'-腺苷单磷酸活化蛋白激酶（AMPK）依赖的方式转移到细胞核并调节核基因表达。在细胞核中，MOTS-c调节广泛的基因以响应葡萄糖限制，包括具有抗氧化反应元件（ARE）的基因，并与ARE调节应激反应转录因子相互作用，例如核因子红细胞2相关因子2（NFE2L2/NRF2）。我们的发现表明，线粒体和核基因组共同进化为独立编码因子，相互交叉调节，这表明有丝分裂核通讯是遗传整合的。

关键词：MOTS-c；平衡；代谢应激；线粒体；线粒体DNA；线粒体衍生肽；有丝分裂核通讯；肽；短开放阅读框（sORF）；压力反应。

PubMed免责声明

利益冲突声明

权益声明

C.L.是CohBar，Inc.的顾问和股东。其余作者声明没有竞争利益。

数字

图1。
图1.MOTS-c是一种可以驻留在细胞核中的线粒体编码肽
（A） 休眠HEK293细胞不同亚细胞组分内源性MOTS-c的免疫印迹。W、 全细胞裂解物；C、 细胞质；N、 细胞核；（B）通过免疫荧光显微镜检测休眠HEK293细胞中的内源性MOTS-c。原子核由白色虚线勾勒出来。（C） 免疫印迹法检测休眠HEK293细胞核提取物水平增加时内源性MOTS-C。通过中和肽竞争证实了对MOTS-c的抗体特异性。核蛋白如层粘连蛋白B1和组蛋白H2B被用作核负荷对照。（D） 通过共焦显微镜在HEK293细胞中定位外源处理的FITC-MOTS-c肽（1μM；30分钟）。（E和F）野生型（WT）和突变型的亚细胞分布模式(8YIFY公司11→8美国汽车协会11和13遥控门锁接收器16→13美国汽车协会16)通过（E）共焦显微镜（EGFP-MOTS-c）在静止HEK293细胞中标记EGFP的MOTS-c重量，EGFP-MOTS-cYIFY公司和EGFP-MOTS-c遥控门锁接收器分别）和（F）亚细胞组分的免疫印迹（M重量，男YIFY公司、和M遥控门锁接收器）。显示了代表性图像（n=3）。细胞与DAPI（细胞核）和线粒体红（线粒体）共同染色。比例尺，10μm。另请参见图S1。
图2。
图2代谢应激触发MOTS-c动态转移至细胞核
（A–G）葡萄糖限制（GR；0.5 G/L）、血清剥夺（SD；1%胎牛血清）和第三种通过（A–C）亚细胞组分免疫印迹和（D–G）免疫荧光显微镜检测−丁基过氧化氢（tBHP；100μM）。亚细胞组分在应激后0、0.5、1、3、6和24小时进行纯化，并在应激后3小时获得共焦显微镜图像。所示为代表性图像（n=3）。细胞与DAPI（细胞核）和线粒体红（线粒体）共同染色。比例尺，10μm。（H） 基于DHE的流式细胞术评估HEK293细胞（n=4）中GR（0.5 g/L）、SD（1%胎牛血清）和tBHP（100μM）对时间依赖性活性氧（ROS）产生的反应。（一） 基于MitoSOX染色的荧光激活细胞分选，以评估HEK293细胞（n=4）中对照组（DMSO；0.05%）、鱼藤酮（Rot；10μM）、GR（0.5 g/L）、SD（1%胎牛血清）和tBHP（100μM）的线粒体ROS生成。（J） tBHP（100μM）经NAC（10 mM）预处理和未经NAC预处理2小时后的亚细胞分数免疫印迹。误差条代表平均值±SEM。经Student t检验，*p<0.05，**p<0.01，***p<0.001。另请参见图S2。
图3。
图3.MOTS-c的应力诱发核移位取决于AMPK
（A和B）GR、SD和/或tBHP（100μM）处理1小时后，在应激前30分钟内使用和不使用（A）化合物c（10μM）（AMPK抑制剂）和（B）抗AMPKα的siRNA或非特异性序列（cont）处理48小时后，核MOTS-c的水平，通过亚细胞分级免疫印迹测定。（C） 二甲双胍（5 mM；左）或AICAR治疗（2 mM；右）后的MOTS-C免疫荧光染色。（D和E）用二甲双胍或AICAR处理的细胞的核组分的免疫印迹，含有或不含（D）化合物C（10μM）或（E）siRNA对抗AMPKα或非特异性序列（续）。显示了代表性图像（n=3）。细胞与DAPI（细胞核）共染色。比例尺，10μm。另请参见图S3。
图4。
图4.MOTS-c与核DNA结合并与Nrf2相互作用以调节基因表达
（A和B）内源性MOTS-c的免疫印迹，来自（A）休眠HEK293细胞和（B）有GR和无GR的HEK291和HepG2细胞的染色质提取物（3小时）。（C） 通过免疫印迹法测定GR（顶面）或tBHP（100μM；底面）后0、3和24小时HEK293细胞核提取物中抗MOTS-C抗体对NRF2的共免疫沉淀。（D） 免疫印迹法测定HEK293细胞中EGFP-MOTS-c和Myc-标记NRF2（Myc-NRF2）的共免疫沉淀。（E） 交通运输部-cYIFY公司:8YIFY公司11→8美国汽车协会11和pMOTS-c遥控门锁接收器:13遥控门锁接收器16→13美国汽车协会16突变MOTS-c肽。用电泳迁移率变化分析（EMSA）检测MOTS-c/DNA的直接相互作用。（F） 中华绒螯蟹ARE启动子区的ChIP-qPCR分析NQO1号机组（左）和HO-1型（右）在GR（顶部面板）和tBHP（100μM；底部面板）（n=3）后0、3和24小时绑定到MOTS-c。（G） 用空载体（pEV）或MOTS-c（pMOTS-c）质粒转染HEK293细胞（n=3），对与NRF2结合的HO-1的ARE启动子区进行ChIP-qPCR分析。（H） 在HEK293细胞中用pEV或pMOTS-c转染的细胞与siRNA组合的ARE萤光素酶报告活性NRF2级或非特定对照(NS公司)（n=15）。（一） qRT-PCR分析HO-1型和NQO1号机组WT或突变MOTS-c在HEK293细胞中过度表达的应答表达（n=3）。用pEV、pMOTS-c稳定转染（J和K）HEK293细胞重量，pMOTS-cYIFY公司和pMOTS-c遥控门锁接收器96小时GR+SD。通过（J）相差显微镜图像和（K）流式细胞术（n=3）评估生存率。对用MOTS-c（或空载体）转染并接受葡萄糖限制（GR）3小时（N=6）的HEK293细胞进行（L–N）RNA-seq分析。（五十） 错误发现率（FDR）<5%时，MOTS-c对GR显著差异调节基因的热图。（M） GR期间MOTS-c上调的基因重叠和真正的NRF2靶基因。（N） MOTS-c上调（顶部）和下调（底部）基因启动子中显著富集的转录因子DNA结合基序。（O）免疫印迹法测定GR（3小时）后从HEK293细胞核提取物中共免疫沉淀MOTS-c和ATF1。（P） 线粒体编码肽MOTS-c在应对代谢应激中的核作用示意图。通过Student t检验，误差条代表平均值±SEM。**p<0.01，***p<0.001。另请参见图S4和表S1和S2。
请参阅PMC中的此图像和版权信息

中的注释

  • 线粒体衍生肽行使核选择权。
    Mangalhara KC，Shadel GS公司。 Mangalhara KC等人。 单元格元数据。2018年9月4日；28(3):330-331. doi:10.1016/j.cmet.2018.08.017。 单元格元数据。2018 PMID：30184481

类似文章

  • MOTS-c：核的线粒体编码调节器。
    Benayoun BA，Lee C。 Benayoun BA等人。 生物论文。2019年9月；41（9）：e1900046。doi:10.1002/bies.201900046。Epub 2019年8月5日。 生物论文。2019 PMID：31378979 免费PMC文章。 审查。
  • 位于细胞核的线粒体编码信使。
    Yong CQY，Tang BL。 Yong CQY等。 细胞。2018年8月13日；7(8):105. doi:10.3390/cells7080105。 细胞。2018 PMID：30104535 免费PMC文章。
  • 线粒体衍生肽MOTS-c可促进代谢稳态，减少肥胖和胰岛素抵抗。
    Lee C、Zeng J、Drew BG、Sallam T、Martin Montalvo A、Wan J、Kim SJ、Mehta H、Hevener AL、de Cabo R、Cohen P。 Lee C等人。 单元格元数据。2015年3月3日；21(3):443-54. doi:10.1016/j.cmet.2015.02.009。 单元格元数据。2015 PMID：25738459 免费PMC文章。
  • 线粒体编码的MOTS-c对核转录的调控。
    李·C。 李·C。 分子细胞癌。2019年2月15日；6(2):1549464. doi:10.1080/23723556.2018.1549464。2019年电子采集。 分子细胞癌。2019 PMID：31131297 免费PMC文章。
  • 稳态和压力下的线粒体通讯。
    Quirós PM，Mottis A，Auwerx J。 Quirós PM等人。 Nat Rev Mol细胞生物学。2016年4月；17(4):213-26. doi:10.1038/nrm.2016.23。Epub 2016年3月9日。 Nat Rev Mol细胞生物学。2016 PMID：26956194 审查。
查看所有类似文章

引用人

  • 用维生素D瞄准衰老的标志：开始破解神话。
    Ruggiero C、Tafaro L、Cianferotti L、Tramontana F、Macchione IG、Caffarelli C、Virdis A、Ferracci M、Rinonapoli G、Mecocci P、Napoli N、Calsolaro V。 Ruggiero C等人。 营养物。2024年3月21日；16(6):906. doi:10.3390/nu16060906。 营养物。2024 PMID：38542817 免费PMC文章。 审查。
  • 低度线粒体应激对代谢性疾病和衰老的有益影响。
    Min SH、Kang GM、Park JW、Kim MS。 Min SH等人。 《延世医学杂志》2024年2月；65(2):55-69. doi:10.3349/ymj.2023.0131。 《延世医学杂志》2024。 PMID：38288646 免费PMC文章。 审查。
  • 肾上腺皮质癌中Humanin表达受损。
    Blatkiewicz M、Szyszka M、Olechnowicz A、Kamiñski K、Jopek K、Komarowska H、Tyczewska M、Klimont A、Wierzbicki T、Karczewski M、RuchałA M、Rucinski M。 Blatkiewicz M等人。 国际分子科学杂志。2024年1月15日；25(2):1038. doi:10.3390/ijms25021038。 国际分子科学杂志。2024 PMID：38256114 免费PMC文章。
  • 线粒体应激和线粒体因子：代谢疾病治疗的治疗前景。
    张斌、张智毅、李MH、朱珊、易华生、宋明。 张斌等。 糖尿病代谢杂志，2024年1月；48(1):1-18. doi:10.4093/dmj.2023.0115。Epub 2024年1月3日。 《糖尿病Metab J.2024》。 PMID：38173375 免费PMC文章。 审查。
  • 线粒体衍生肽：抗糖尿病功能和进化观点。
    Kal S、Mahata S、Jati S和Mahata SK。 Kal S等人。 肽。2024年2月；172:171147. doi:10.1016/j.peptides.2023.171147。Epub 2023年12月29日。 肽。2024 PMID：38160808 免费PMC文章。 审查。
查看所有“被引用”文章

工具书类

    1. Biswas M和Chan JY（2010）。Nrf1在抗氧化反应元件介导的基因表达及其他方面的作用。毒物。申请。药理学244，16-20。-项目管理咨询公司-公共医学
    1. Bratic A和Larsson NG（2013年）。线粒体在衰老中的作用。临床杂志。投资123951-957。-项目管理咨询公司-公共医学
    1. Bray NL、Pimentel H、Melsted P和Pachter L（2016年）。近最优概率RNA-seq量化。《国家生物技术》34、525–527。-公共医学
    1. Brunmair B、Staniek K、Gras F、Scharf N、Althaym A、Clara R、Roden M、Gnaiger E、Nohl H、Waldhäusl W和Fürnsinn C（2004）。噻唑烷二酮类药物，如二甲双胍，抑制呼吸复合物I：一种共同的机制有助于其抗糖尿病作用？糖尿病53，1052-1059。-公共医学
    1. Chandel NS（2015）。线粒体作为信号细胞器的进化。单元格元数据。22, 204–206.-公共医学

出版物类型

MeSH术语