最新研究:日本公布NMN在线粒体DNA复制中的作用

  2021年,日本九州大学的研究人员对NMN(β-烟酰胺单核苷酸)在线粒体DNA复制中的作用做了实验,并在《生物化学》杂志上公布了研究结果。

  论文表明:在我们的细胞内,至少存在2套DNA,一组编码大部分细胞过程,另一组编码细胞能量产生结构,即线粒体。正如每一细胞细胞核中的DNA一样,线粒体DNA的复制和完整性对细胞的功能和成熟度及健康长寿至关重要。但对于年龄与寿命而言,对于线粒体dna与线粒体功能之间的关系,我们仍有许多问题需要研究。如此,我们就能强化这个关键细胞结构的活动,增强其独立基因硬盘的完整性,从而延长健康寿命和寿命。

  Kang,日本九州大学的同事报告说,“生物化学杂志”烟酰胺单核苷酸(NMN)促进了mtDNA的复制。这组科学家是日本生物化学学会撰文的,他们发现,用NMN处理人类肾细胞时,会增加线粒体DNA(核苷酸)的构建块数量,同时减少降解产物(核苷),从而激活和提高mtDNA复制率。研究结果表明,NMN机制线粒体、代谢最终和衰老是如何有益的。

  NAD+对mtDNA复制的影响。

  mtDNA基因和许多核编码蛋白一起,含有指令,可以产生能量等基本细胞过程的组件。DNA拷贝数是衡量每一细胞线粒体基因组数目的指标,是线粒体功能的微创指标,与许多类型的衰老相关疾病及全因死亡有关。但是,对于线粒体中的代谢如何影响线粒体DNA的维持和复制,我们所知甚少,这一过程是如何导致老化和寿命的。

  为解决这一问题,Kang和他的同事发明了一种测量线粒体新陈代谢的新方法,从而理解线粒体代谢是如何调控mtDNA复制的。利用他们所说的SLO技术,日本研究团队对一种叫做“闪烁”的酶进行了基因操作,这种酶是一种线粒体dna复制机制的组成部分,能够增加线粒体的数量。

  Kang和同事们发现,通过闪烁操作增加mtDNA拷贝数量,一些与代谢有关的组分发生了变化,包括核苷酸和NAD+增加,NAD+是一种重要分子,是无数细胞过程(包括线粒体能量产生)的基本因素。Kang及其同事推测,这些结果提示,核苷酸和NAD+的增加可能是因为线粒体DNA复制所需的成分需要增加。

  《生物化学》杂志上发布研究结果:DNA线粒体复制改变了核苷酸和NAD+的水平。这个图表展示了一个被控制的线粒体DNA(mtDNA)复制时,代谢产物的水平是怎样被一个叫Twinkle的基因所改变的。其中一些显著的核苷酸代谢产物是腺苷(AMP,ADP)和尿苷(UTP,UDP)以及磷酸核糖二磷酸(PRPP)相关。红,有大有小;蓝;小有显示;绿,变化小;黑色,不变。

最新研究:日本公布NMN在线粒体DNA复制中的作用

  NMN调节线粒体复制。

  然后,Kang和他的同事研究了线粒体DNA复制和NAD+之间的关系。为证实NAD+与mtDNA之间存在一种因果关系,并且不仅仅是相互关联,研究者将人类肾细胞置于NAD+前NMN连续3天,然后定量测定mtDNA的数量。本例中,通过控制mtDNA复制的数量来控制复制mtDNA的数量。Kang及其同事证实,NMN还能提高mtDNA的复制率,但NMN也能提高mtDNA的复制速率。NMN与twinkly激活联合应用能显著提高mtDNA的复制数和复制数。

最新研究:日本公布NMN在线粒体DNA复制中的作用

  Kang和他的同事们讨论了这些数据如何显示NMN和mtDNA复制是通过调节核苷酸池合成而实现的。它们说,正在对此事进行进一步调查,以澄清可能的机制。