团头鲂Bcl2l13在低氧介导线粒体自噬和细胞凋亡中的调节机制
批准号:
32072965
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
王焕岭
依托单位:
学科分类:
水产学基础
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
王焕岭
中文摘要
线粒体是低氧损害的靶细胞器,受损的线粒体通过自噬清除,是细胞适应低氧的重要途经,因此解析线粒体自噬调节机制成为研究低氧适应的重要内容。前期研究我们发现低氧可导致团头鲂线粒体功能异常及细胞凋亡,Bcl2l13(Bcl2-like 13)基因表达上调。然而Bcl2l13作为酵母ATG32的同源蛋白其在线粒体自噬中的作用机制还不清楚,同时Bcl2l13具有促凋亡和抗凋亡双重功能,那么该基因如何实现其功能转换?在鱼类细胞凋亡中的作用是什么?为了进一步研究Bcl2l13在鱼类低氧介导的线粒体自噬和细胞凋亡中的功能,本项目拟基于启动子活性分析、酵母双杂交等研究低氧介导的团头鲂Bcl2l13的上下游调控因子,通过基因抑制、结构域缺失等实验在分子、细胞及机体水平分析该基因在线粒体自噬和细胞凋亡中的作用机制。本研究结果将为鱼类低氧适应的调节机制研究注入新内容。
英文摘要
Mitochondrion is the target of hypoxia damage, and damaged mitochondria are removed by mitophagy, which is an important pathway of hypoxia adaptation, therefore, understanding regulatory mechanisms of mitophagy becomes an important part to study hypoxia adaptation. Our previous study found that hypoxia could result in mitochondrial dysfunction and cell apoptosis of Megalobrama amblycephala, and up-regulated expression of bcl2l13 (Bcl2-like 13). However, as the homologous protein of yeast ATG32, Bcl2l13 function in mitophagy is unclear in mitophagy. Additionally, Bcl2l13 has double functions with promoting or inhibiting apoptosis, but it is unknown about Bcl2l13 roles in fish apoptosis. Therefore, in the present study, in order to further study Bcl2l13 functions in fish mitophagy and apoptosis regulated by hypoxia, upstream and downstream regulatory factors of M. amblycephala Bcl2l13 will be confirmed based on promotor activity analysis and yeast two hybridization etc. Functions of the gene in mitophagy and apoptosis will be studied based on gene inhibition and motif deletion at molecular, cellular and individual levels. Our results will contribute to systematically understand molecular regulatory mechanisms of fish hypoxia adaptation.
线粒体自噬是细胞适应低氧的重要途经,研究证实哺乳动物Bcl2l13在自噬中发挥重要作用,为了解Bcl2l13在鱼类低氧应激及线粒体自噬中的功能及调控机制,本研究在机体和细胞水平分析了低氧处理后Bcl2l13的表达,发现低氧处理会导致bcl2l13基因的mRNA和蛋白水平升高,进一步研究显示低氧条件下过表达bcl2l13可以清除细胞中过多的ROS,引起线粒体自噬。基于荧光素酶报告系统及表达检测,在团头鲂和斑马鱼中都证实低氧诱导因子Hif-1α作为一个保守的转录因子,可以直接与bcl2l13基因启动子结合调节其转录,进而参与低氧应激。通过构建基于膜蛋白系统的酵母双杂交文库,筛选出多个可能与Bcl2l13存在互作的蛋白质,利用pull-down及RT-qPCR等证实Bcl2l13和Tpma存在相互作用。生物信息分析显示Bcl2l13包含BH结构域、TM跨膜结构域以及No结构域,为了解析Bcl2l13及其不同结构域的功能,本研究构建缺失不同结构域的表达载体,转染细胞后发现缺失TM及No结构域会影响其蛋白的细胞定位,进一步分析发现过表达bcl2l13可抑制细胞增殖,并可通过内源性线粒体凋亡途径及死亡受体途径促进细胞凋亡,而这种作用是需要TM和No结构域,同时也发现该基因在鱼类细胞和人类HeLa细胞凋亡中的作用不同。为了进一步研究该基因的功能,本研究构建了bcl2l13斑马鱼敲除体,证实该基因敲除不仅可以影响斑马鱼早期胚胎造血细胞和视网膜发育,还可以通过增加红细胞数量、促进线粒体呼吸链复合物表达和ATP含量的生成等,增强该敲除体低氧耐受能力,另外研究也发现FoxO1参与bcl2l13的转录调控。本项目研究结果有助于加深对鱼类低氧适应分子机制的了解,也为鱼类耐低氧品种的培育提供了一定的数据支持。
低氧胁迫下团头鲂miR-462-731介导的Akt-FoxO通路在调控线粒体功能中的作用机制
-
批准号:31872542
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:57.0万元
-
批准年份:2018
-
负责人:王焕岭
-
依托单位:
RNA干扰沉默HIF-1α在几种鱼类低氧调节中的分子机理研究
-
批准号:30901099
-
项目类别:青年科学基金项目
-
资助金额:20.0万元
-
批准年份:2009
-
负责人:王焕岭
-
依托单位:
国内基金
海外基金