杜克-新加坡国立大学医学院的科学家们发现了细胞如何确保调整其能量供应以满足能量需求的新分子细节。他们的研究是与澳大利亚墨尔本大学和美国北卡罗来纳州达勒姆杜克大学的研究人员合作进行的，强调了微生物蛋白在组装称为线粒体的能量产生细胞成分中的较大蛋白质复合物方面所起的关键作用。他们的结果发表在CellReports上。
线粒体问题是多种疾病的基础，包括心力衰竭、肥胖、糖尿病和癌症等常见疾病。
“我们的长期目标是学习如何操纵我们正在研究的微生物蛋白，以对抗患者的线粒体功能障碍，”来自杜克-新加坡国立大学心血管和代谢疾病(CVMD)项目的资深作者助理教授LenaHo说。“这项研究更直接的意义是揭示线粒体如何在所有细胞中发挥作用和维持的新细节。这项工作可以为细胞生物学的这一核心方面增加一个重要的新理解水平。”
线粒体以双层膜为界。两层膜的内部含有一系列蛋白质，这些蛋白质沿着所谓的电子传输链传输电子。这种电子传递是从营养物质中提取化学能并最终将其储存在富含能量的三磷酸腺苷(ATP)分子中的关键部分。
Duke-NUS团队的新见解表明，小微生物蛋白(也称为肽)在允许电子传递链形成方面发挥着以前未被认识的作用。具体来说，它们似乎协同工作以协助和控制链中一种称为复合物III的中心蛋白质的组装。这一作用使微生物蛋白参与调节电子传递链蛋白的水平，从而响应能量需求的变化，从而调节能量供应。
“长期以来，微生物蛋白让来自不同领域的生物学家着迷，但也让他们感到困惑，”该研究的共同第一作者、博士梁超说。杜克-新加坡国立大学的候选人。“我们的研究提供了一个例子，说明他们可以做什么，以及他们如何在最深层次的分子细节上参与控制能量代谢。”
“线粒体是我们细胞的电池和工厂，不仅制造能量，还制造细胞繁殖和维持生命所需的许多构件，”曾任何教授内源性肽实验室助理研究员的张山博士说，在杜克-新加坡国立大学的CVMD项目下，现在是中国浙江大学的助理教授。“我们清楚地看到，调节这些微生物蛋白的水平可以导致或防止线粒体功能障碍，这是几乎所有类型常见疾病的基础特征。”
该团队现在计划从细胞水平的这些初步发现出发，更全面地研究微生物蛋白在临床前模型中以及最终在人类中的作用和意义。
“这些下一阶段有望引导我们学习如何针对微生物蛋白活性来治疗线粒体疾病，”何教授总结道。
杜克-新加坡国立大学研究高级副院长帕特里克·凯西教授说：“医疗保健和疾病预防方面的创新得益于基础科学研究所带来的知识进步，例如何助理教授及其团队的这项研究。”“我期待着看到这项研究接下来会把我们引向何方。”