全 文 ：一氧化氮对线粒体生物合成的积极影响
线粒体是细胞中的微观动力室,其产生我们体内几乎所有的能量和热,且消耗大部分氧和食物热量。它
们也是细胞代谢的主要控制者和细胞死亡程序(凋亡)的执行者。一氧化氮气体( NO) ) ) ) 于 1987年被确认
为一种血管扩张剂 ) ) ) 在细胞中,担任有着令人迷惑的排列的调节任务, 其中许多与线粒体有关, Nisoli等
用他们的发现, 即 NO刺激新的线粒体的合成(生物合成) , 将这些分离的领域联系起来。
最初 NO 被确认为血管扩张剂,其调节血液流动至组织, 这转而控制氧的供给和线粒体的呼吸底物,以
及这些线粒体所产热的重新分配。最近, NO被发现能直接调控氧与血红素的结合与释放,而且以这种方式
控制对线粒体的氧的供给。在内部免疫系统 NO 也执行着非常复杂的任务:杀死有病毒性的感染细胞、肿瘤
细胞和寄生病原菌。可诱导的有相似构成的 NO 合成体( iNOS)产生大量有细胞毒性的 NO, 但一般早在发
炎期间。(如果炎症转为慢性,那么健康的宿主细胞也有可能被 NO 杀死,这要归因于引起炎症的病理。) NO
有细胞毒性,部分原因是它使病毒性的感染细胞、肿瘤细胞和寄生虫的线粒体呼吸链酶失活;另一部分原因
是它能激活凋亡的线粒体支路。在高浓度时, NO抑制呼吸链的许多成分,包括细胞色素氧化酶与氧的结合
位点。NO可逆性阻碍线粒体呼吸和氧化磷酸化的能力引发了这样的观点: NO 可能调节线粒体的能量产
生。此项发现, 线粒体包含自身的类似构成: NO 合成物( N OS)、线粒体的 NOS( mtNOS) , 与通过 NO直接
调控线粒体的能量产生相一致。
我们的细胞中调控线粒体数量的能力对于各种生理过程都是至关重要的, 包括胎儿的发育、活动、脂肪
代谢以及老化。但是细胞如何控制它们所含的线粒体的数量呢? 最近有关线粒体生物合成的调控者, PGC-
10(过氧化物酶辅活化剂 1d)的发现,开始能解释潜在的机制。PGC-10在转基因鼠中的过量表达导致线粒
体数 ( cience, 2003年 299 卷) 湖南农业大学动物营养教研室 李凤娜 陈晓安译
利用转基因植物消除铅镉的环境污染
Nature Biotechnolo gy 2003年 21卷 8期 914~ 919页报道: 铅是工业化国家最重要的污染性重金属之
一。铅可蓄积于人体并影响众多的细胞、组织、器官和系统,包括中枢神经系统、血细胞和肾脏。美国环境保
护局将铅称之为儿童健康的头号威胁者。镉污染也很普遍。已发现镉对人体有高度毒性, 例如低浓度的镉
可引起癌症。
利用化学方法虽可清除环境中的铅和镉污染,但其经济代价极为高昂。最近已利用可吸收大量有毒金
属的转基因植物来清除污染土壤中的金属。并已育成了可蓄积汞和镉的植物, 但尚未发现可蓄积铅的。
为了培育适合于消除铅污染的转基因植物,最近韩国国立植物降解除污研究实验室分子生命科学组的
科学家 Won-Yong Song 等,研究了已知可将结合于谷胱甘肽的镉泵入酵母液泡,从而解除了镉在酵母中的
毒性的酵母蛋白 YCF1。鉴于铅也可与硫氢基化合物形成络合物, Song 等也检测了缺乏或充分表达了
YCF1的酵母突变种和转基因植物对铅的抗性。
Song 等发现, 与野生型酵母比较, 缺乏 YCF1 的酵母突变种 DTY167 对铅高度敏感。但充分表达
YCF1的 DT Y167细胞则不仅对铅和镉的抗性超过野生型细胞,而且可蓄积较多的铅和镉。Song 等还对充
分表达 YCF1的转基因拟南芥菜进行了分析。结果证明, 具有功能活性的 YCF1可以使转基因拟南芥菜增
强其对铅和镉的耐受性, 并蓄积大量的铅和镉。
Song 等鉴此认为,表达了 YCF1的转基因植物,有望用于消除环境中的铅和镉污染。 汪开治
572005年第 2期 生物技术通报Biotechnology Bulletin