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近年来,随着人们对线粒体基因转录机制和人类线粒体疾病的深入研究,线粒体转录终止因子(mTERF)家族的功能开始受到人们的关注。mTERF蛋白最近被定义为线粒体转录终止因子家族第一个成员,即MTERF1。MTERF2即人类线粒体转录因子样因子(mTERFL),它被确定对细胞增殖具有负调控的作用,将细胞的增长阻断在G1期和S期之间。MTERF3(D-MTERF3)和MTERF4蛋白在无脊椎动物的昆虫和蠕虫中被发现的,其中D-MTERF3与mtDNA的复制有关,但是对线粒体转录有抑制作用,其中DN1受到D-MTERF3影响的最大。尽管mTERF1的研究有了很多报道,但这些报道都集中在它的结构和定位,对线粒体基因转录的影响等方面,而对于其生理意义没有研究。受到MTERF2和MTERF3的最新研究的启示,我们推测MTERF1对细胞增殖也会有影响。本文通过构建mTERF的真核表达载体并转染Hela细胞,采用半定量PCR、Western-blotting、MTT、流式细胞技术等方法,研究MTERF1对细胞增殖的影响及其机制。研究发现MTERF1基因转染细胞中线粒体16S rRNA和12S rRNA的表达水平提高,而16S rRNA下游的基因转录水平略有降低,或保持不变,但线粒体蛋白COXI和ND1的水平却提高。同时细胞生长速度提高,流式细胞分析显示它促进细胞通过G1/S控制点。
因此我们初步推断mTERF的作用是提高12S rRNA和16S rRNA的积累,从而满足蛋白翻译需要的足够的rRNA,加快线粒体内的蛋白合成速度。由于线粒体蛋白合成速度加快,呼吸链能得到足够的蛋白的供应,线粒体活性加强,加快细胞的增殖的速度。
这一发现一方面显示mTERF在细胞生长增殖中占有重要地位,同时也表明线粒体rRNA在线粒体基因表达中的重要性。这一研究对了解线粒体在细胞增殖中的作用有重要意义,同时也为了解细胞增殖调控提供了一个新的角度。