Transition of mitochondrial fission through optogenetically engineered calcium oscillations

摘要

粒腺體動力學由融合和裂變狀態組成，它們不僅調節粒腺體的質量和形態，而且還決定細胞的命運，例如細胞凋亡和細胞週期。因此，在本篇研究我們將重點放在研究粒腺體動力學上。我們利用光遺傳學方法來觸發粒腺體動力學。我們將光誘導蛋白通道鈣轉位通道視紫紅質（CatCh）轉染到細胞膜上，並利用刺激470 nm藍光照射來模擬鈣離子進入細胞內產生鈣離子振盪。我們可以透過各種參數（例如?率密度，頻率和作用時間）來精確控制光刺激。更詳細地講，利用定制的光刺激條件可以觸發獨特的鈣離子振盪波，從而觸發特定的信號通路。在這項研究中，作者以一個特定的條件區間去刺激帶有CatCh的細胞，並觀察透過光遺傳誘導的粒腺體動力學。結果證實進行光刺激刺激，粒腺體可以從融合狀態轉變為裂變狀態。不只如此，光刺激還觸發粒腺體裂變蛋白Drp1在Ser 616位點的磷酸化，並且不使抗粒腺體裂變蛋白Drp1-S637磷酸化。結果也指出，光刺激對粒腺體融合蛋白Mfn1和Mfn2沒有影響。此外，我們也找出了導致光遺傳學誘導的粒腺體裂變的上游信號途徑。總而言之，這項研究提供了一種有效且創新的方法來誘導粒腺體動態變化，在時間和空間維度上都具有更精確的控制以及分辨率

獎項日期	2021
原文	English
監督員	Wen-Tai Chiu (Supervisor)