作者:约翰·休伊特
（同organic）有机 线粒体
信用:维基共享 在《核糖核酸生物学》最近的一篇论文中，研究人员表明，线粒体根据神经活动将其关键的核糖核酸甲基转移酶TRMT1转移到宿主细胞核中
这种关键RNA修饰物的亚细胞再定位表明，随着网络动力学的变化，神经元如何可塑性地重新配置其细胞核有了新的理解
虽然涉及脱氧核糖核酸甲基化和组蛋白修饰的表观遗传过程在学习和记忆中至关重要，但核糖核酸修饰在认知功能中的作用还不太清楚
三个RNA甲基转移酶基因的突变最近与智力残疾有关:2’-O-甲基转移酶FTSJ1、m5C甲基转移酶NSUN2和m2，2G tRNA甲基转移酶TRMT1。
后者负责在使用腺苷甲硫氨酸作为甲基供体的大多数胞质和线粒体tRNAs中在26位产生N2，N2-二甲基鸟苷
它也可以作用于不同的rRNA和rRNA
目前，有100多种已知类型的tRNA修饰，从简单的甲基化到涉及多个化学基团的复杂修饰
一个常见的基因修饰的例子是假尿苷化，它将尿苷转化为假尿苷
例如，抗非典冠状病毒2型的新的基因疫苗，结合了假尿苷，创造了一种免疫原性较低的载体，具有更高的翻译能力和生物稳定性
线粒体tRNA、trnA合成酶和核糖体完全不同于它们在胞质溶胶中的对应物
为了进入线粒体，TRMT1使用了一个假定的N’末端线粒体定位序列(MLS)，它可以访问线粒体内外膜上的特定转运蛋白
选择性剪接去除了MLS，产生了保留在细胞质中的TRMT1的第二个同工型
两种形式都含有一个弱的碳末端核定位序列(NLS)
此外，还有另一个同源的TRMT1样基因(TRMT1L)，它具有更强的NLS，并发现在细胞核中与核仁密切相关
TRMT1L具有更特异的活性，因为它甲基化细胞溶质tRNAs的一个子集，主要是(tRNA-Ala)等序体
这些等序体是共享同一个反密码子但在其序列的其他地方有分歧的tRNAs
据信TRMT1L是通过复制TRMT1基因起源于脊椎动物进化的基础
然而，在今天的人类中，尽管两种蛋白质的结构域结构保持相对相似，但序列同源性仅为20%左右
研究人员发现，使用氯化钾对神经元进行去极化会导致TRMT1从线粒体和胞质溶胶中重新定位，以及TRMT1从核仁中重新定位到细胞核的小点状隔室中
尽管用氯化钾进行短时去极化脉冲已被用于通过诱导即刻早期基因来模拟长时程增强，但它并不是真实神经活动的完美模拟器
为了做到这一点，应该使用快速电刺激来从单个神经元产生单个尖峰序列
所有这些中的一个重要问题是线粒体如何知道神经元正在放电，此外，它们如何将TRMT1发送到细胞核
众所周知，线粒体可以对微小突触前或突触后结构去极化过程中出现的钙内流做出快速反应，但这些信号可能会暂时在大神经元内部的细胞核附近被洗掉
一段时间前提出的一个想法是，线粒体应该能够直接感知电势的变化，并以自身膜电位的变化作为回应
所谓的“有丝分裂”似乎涉及超氧化物或其他自由基的快速产生，伴随着温度的显著变化，甚至小的收缩和抽搐
在这种观点下，可兴奋的线粒体可能不仅能够感觉到尖峰或微小的突触电位，而且它们实际上可能能够用树突的小范围局部激发它们
自那篇文章发表以来，已经发现了一些证据，证明树突有丝分裂是稳定长期突触可塑性的假定信号
至于第二个问题，分子从线粒体转移到细胞核是一个很好的技巧，细胞经常用来控制基因和表观遗传结构
例如，介导线粒体解偶联反应的ATFS-1(与应激相关的激活转录因子)经常被转移到细胞核中以改变基因表达
类似地，丙酮酸脱羧酶可以在一定条件下进入细胞核，产生乙酰辅酶a进行组蛋白乙酰化
在TRMT1的情况下，强MLS肽的存在优先于弱NLS，并且该蛋白质在合成时最初靶向线粒体转运蛋白
进入后，各种蛋白酶立即切割信号序列并激活蛋白质
随后，取决于足够的去极化或其他假定的有丝分裂闪光事件，蛋白质可以离开线粒体
这一次，由于缺乏多层螺旋结构，虚弱的NLS最终将蛋白质带回了细胞核
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
