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10月19日，浙江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授陳才勇團(tuán)隊(duì)在《自然》發(fā)表論文，揭示了細(xì)胞內(nèi)血紅素轉(zhuǎn)運(yùn)的重要機(jī)制。該研究發(fā)現(xiàn)一個(gè)血紅素分子伴侶家族，其成員HRG-9、HRG-10和TANGO2把血紅素轉(zhuǎn)運(yùn)出血紅素貯存部位或合成部位，以供給其他亞細(xì)胞部位利用?！蹲匀弧吠诎l(fā)表了研究簡(jiǎn)報(bào)，介紹該研究成果并進(jìn)行評(píng)述。

血紅素在血液中負(fù)責(zé)氧氣的運(yùn)輸，并參與細(xì)胞呼吸、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、基因表達(dá)調(diào)控、晝夜節(jié)律調(diào)控等生物學(xué)過程。血紅素不足會(huì)引起貧血和卟啉癥，而過多或處置不當(dāng)?shù)难t素會(huì)產(chǎn)生毒性，并增加癌癥、代謝性疾病和心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)。為此，查明運(yùn)輸血紅素的“物流”通路十分必要。

“研究血紅素可謂牽一發(fā)而動(dòng)全身。”論文通訊作者陳才勇說，細(xì)胞中的血紅素合成和運(yùn)輸過程受多種因素調(diào)節(jié)，很難繞開制造過程去研究運(yùn)輸問題。如果改變運(yùn)輸因子，很可能會(huì)受到合成相關(guān)因子的反饋，影響細(xì)胞內(nèi)的血紅素水平，從而干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

為解決這一研究癥結(jié)，陳才勇實(shí)驗(yàn)室通過秀麗線蟲這一模式動(dòng)物開展血紅素運(yùn)輸研究。他們將秀麗線蟲分為多組，分別暴露于高濃度、適合濃度和低濃度血紅素的環(huán)境。通過分析秀麗線蟲基因的表達(dá)模式，該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)未知基因，其表達(dá)受血紅素調(diào)控。該基因被命名為HRG-9。秀麗線蟲上還有一個(gè)與HRG-9相似的基因，被命名為HRG-10。

“我們研究發(fā)現(xiàn)這就是細(xì)胞內(nèi)血紅素‘物流’中的‘搬運(yùn)工’。”陳才勇說，在秀麗線蟲中，HRG-9和HRG-10主要負(fù)責(zé)動(dòng)員和利用血紅素，將血紅素從“倉庫”中運(yùn)出來。當(dāng)秀麗線蟲缺失HRG-9或HRG-10后，血紅素積累在貯存部位，而細(xì)胞內(nèi)的其他地方則缺乏血紅素。

陳才勇實(shí)驗(yàn)室通過分析，發(fā)現(xiàn)能合成血紅素的生物中有一個(gè)與HRG-9相似的基因TANGO2。研究人員采用多種研究體系和實(shí)驗(yàn)方法，發(fā)現(xiàn)酵母、斑馬魚和哺乳動(dòng)物的TANGO2也都能運(yùn)輸血紅素。在這些生物的細(xì)胞中，TANGO2將血紅素從線粒體這個(gè)制造血紅素的“工廠”中直接運(yùn)出，以促進(jìn)血紅素的利用。