该研究的主要负责人Kristina Friedland指出,这种异常效应与一种之前未报道的mRNA修饰有关,这一发现有助于我们更深入地理解阿尔兹海默病的病理生理学过程。线粒体作为细胞内的“能量工厂”,对大脑功能至关重要,因为大脑超过95%的能量都来源于线粒体的葡萄糖代谢。研究人员长期以来都认识到,葡萄糖代谢障碍在阿尔兹海默病的早期阶段就已经存在,这可能与年龄增长和β-淀粉样蛋白的积累导致的线粒体功能障碍有关。
三磷酸腺苷(ATP)作为细胞的主要能量来源,是通过线粒体内膜上的一系列呼吸链反应产生的。这个过程中涉及到超过1000种蛋白质,其中许多从细胞核被运送到线粒体发挥作用。但某些蛋白质,如ND5蛋白,是由线粒体自身合成的。ND5是呼吸链复合体I的一个关键亚单位,对于维持复合体I的正常功能至关重要。
然而,研究团队发现,ND5蛋白的合成过程可能会受到mRNA甲基化的干扰。在体细胞中,mRNA携带遗传信息,并与tRNA一起指导蛋白质的合成。但当mRNA发生甲基化时,其化学(http://www.maoyihang.com/sell/l_9/)结构会发生变化,导致其与tRNA的相互作用受阻。这导致ND5亚基蛋白质的合成减少,进而影响到复合体I的功能。
研究人员进一步发现,一种名为TRMT10C的酶能够促进ND5 mRNA的m1A甲基化修饰,从而抑制ND5蛋白的合成。他们在细胞模型和阿尔兹海默病患者的大脑中都观察到了ND5亚基蛋白质生物合成的抑制现象。
Kristina Friedland教授表示,这项研究首次证明了TRMT10C通过m1A甲基化修饰ND5 mRNA导致线粒体功能障碍的新机制,这一机制可能与β-淀粉样蛋白(Aβ)诱导的线粒体功能障碍有关。这一发现为阿尔兹海默病的治疗提供了新的潜在靶点。