血红素“物流”中的搬运工被发现

  10月19日，浙江大学生命科学学院陈才勇教授团队在《自然》杂志上发表研究论文，揭示细胞内血红素转运的重要机制。该研究发现一个血红素分子伴侣家族，其成员把血红素转运出血红素贮存部位或合成部位。《自然》同期发表了研究简报，介绍该研究成果并进行评述。

  血红素在血液中负责氧气的运输，并参与细胞呼吸、信号转导、基因表达调控、昼夜节律调控等生物学过程。目前，细胞内的血红素运输通路还不清楚，一个重要原因是很难将运输血红素的蛋白与血红素合成调控因子区分开。

  陈才勇表示，细胞中的血红素合成和运输过程受多种因素调节，很难绕开制造过程去研究运输问题，如果改变运输因子，很可能会受到合成相关因子的反馈，影响细胞内的血红素水平，从而干扰实验结果。

  为解决这一研究症结，研究人员通过秀丽线虫这一模式动物开展研究。秀丽线虫与绝大多数生物不同，其自身不能合成血红素，但又需要血红素来维持生命活动。

  研究人员将秀丽线虫分为多组，分别暴露于高浓度、适合浓度和低浓度血红素的环境，通过分析线虫基因的表达模式，发现一个未知基因，它的表达受血红素调控，团队把这个基因命名为HRG-9。线虫上还有一个与HRG-9相似的基因，被命名为HRG-10。在秀丽线虫中，HRG-9和HRG-10主要负责动员和利用血红素，将血红素从“仓库”中运出来。当线虫缺失HRG-9或HRG10后，血红素积累在贮存部位，而细胞内的其他地方则缺乏血红素。

  通过分析，研究人员发现能合成血红素的生物中，有一个与HRG-9相似的基因叫TANGO2。研究人员发现酵母、斑马鱼和哺乳动物的TANGO2也都能运输血红素。在这些生物的细胞中，TANGO2将血红素从线粒体这个制造血红素的“工厂”中直接运出，以促进血红素的利用。

  陈才勇介绍，过去由于缺乏对TANGO2功能的认识，TANGO2突变引发疾病的病因仍不清楚。此次研究，为探索TANGO2疾病的治疗策略提供了重要基础。