AMPK–FOXO–IP3R signaling pathway mediates neurological and developmental defects caused by mitochondrial DNA mutations

生物 安普克 细胞生物学 线粒体 秀丽隐杆线虫 三磷酸腺苷 线粒体DNA 内质网 蛋白激酶A 激酶 遗传学 生物化学 基因
作者
Zhang Hu,Yunan Zhu,Yuji Suehiro,Shohei Mitani,Ding Xue
出处
期刊:Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America [Proceedings of the National Academy of Sciences]
卷期号:120 (36) 被引量:1
标识
DOI:10.1073/pnas.2302490120
摘要

Pathological mutations in human mitochondrial genomes (mtDNA) can cause a series of neurological, behavioral, and developmental defects, but the underlying molecular mechanisms are poorly understood. We show here that the energy-sensing adenosine monophosphate (AMP)-activated protein kinase (AMPK) signaling pathway plays a key role in mediating similar defects caused by different mtDNA mutations in Caenorhabditis elegans , including loss or reduction of osmotic, chemical and olfactory sensing, locomotion, and associative learning and memory, as well as increased embryonic lethality. mtDNA mutations cause reduced ATP (adenosine triphosphate) levels, activation of C. elegans AMPK AAK-2, and nuclear translocation of the FOXO transcription factor DAF-16. Activated DAF-16 up-regulates the expression of inositol triphosphate receptor ITR-1, an endoplasmic reticulum calcium channel, leading to increased basal cytosolic Ca 2+ levels, decreased neuronal responsiveness, compromised synapses, and increased embryonic death. Treatment of mtDNA mutants with vitamin MK-4 restores cellular ATP and cytosolic Ca 2+ levels, improves synaptic development, and suppresses sensory and behavioral defects and embryonic death. Our study provides crucial mechanistic insights into neuronal and developmental defects caused by mtDNA mutations and will improve understanding and treatment of related mitochondrial diseases.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚子完成签到 ,获得积分10
4秒前
8秒前
包子牛奶完成签到,获得积分10
8秒前
哈拉斯完成签到,获得积分10
10秒前
onetec发布了新的文献求助10
11秒前
ZM完成签到 ,获得积分10
12秒前
loulex完成签到,获得积分10
12秒前
鸡蛋饼波比完成签到 ,获得积分10
13秒前
wishe完成签到,获得积分10
18秒前
又见白龙完成签到,获得积分10
23秒前
onetec完成签到,获得积分10
34秒前
arsenal完成签到 ,获得积分10
37秒前
37秒前
小天使海蒂完成签到 ,获得积分10
41秒前
麦乐迪发布了新的文献求助10
42秒前
46秒前
49秒前
nulinuli完成签到 ,获得积分10
51秒前
研友_LOoomL发布了新的文献求助10
54秒前
GeZhang完成签到 ,获得积分10
56秒前
唐明穆完成签到 ,获得积分10
57秒前
小龙完成签到,获得积分10
1分钟前
sydhwo完成签到 ,获得积分10
1分钟前
zz321完成签到,获得积分10
1分钟前
tszjw168完成签到 ,获得积分10
1分钟前
TT完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Karry完成签到 ,获得积分10
1分钟前
outbed完成签到,获得积分10
1分钟前
芝麻完成签到,获得积分10
1分钟前
冷傲的帽子完成签到 ,获得积分10
1分钟前
谦让冰真完成签到 ,获得积分20
1分钟前
西西完成签到 ,获得积分10
1分钟前
whuhustwit完成签到,获得积分10
1分钟前
QAQSS完成签到 ,获得积分10
1分钟前
杳鸢应助小龙采纳,获得10
1分钟前
背后雨柏完成签到 ,获得积分10
1分钟前
虾502完成签到 ,获得积分10
1分钟前
牟翎完成签到,获得积分10
1分钟前
木南大宝完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Jasmineyfz完成签到 ,获得积分10
2分钟前
高分求助中
Rock-Forming Minerals, Volume 3C, Sheet Silicates: Clay Minerals 2000
The late Devonian Standard Conodont Zonation 2000
Nickel superalloy market size, share, growth, trends, and forecast 2023-2030 2000
The Lali Section: An Excellent Reference Section for Upper - Devonian in South China 1500
The Healthy Socialist Life in Maoist China 600
The Vladimirov Diaries [by Peter Vladimirov] 600
encyclopedia of computational mechanics,2 edition 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3268795
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2908247
关于积分的说明 8345028
捐赠科研通 2578590
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1402210
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 655365
邀请新用户注册赠送积分活动 634497