Nature|我国科学家揭秘血红素转运重要机制

血红素（Heme）是血红蛋白的前体，是一类含有铁离子的卟啉化合物，在各种生物过程（如氧转运、电子转运、基因表达调节、昼夜节律和信号转导等）中具有重要作用。已知血红素是在线粒体基质中产生的，且血红素蛋白和血红素调节蛋白广泛分布于各个亚细胞部位。鉴于游离血红素的疏水性及促氧化性，细胞必须有特定的途径来安全地将血红素从线粒体内转运到线粒体外。

2022年10月19日，浙江大学陈才勇团队在Nature 杂志在线发表了题为HRG-9 homologues regulate haem trafficking from haem-enriched compartments的研究论文，揭示了细胞内血红素转运的重要机制。该研究发现HRG-9及其同源蛋白在血红素转运中起关键作用。

主要结果解读

秀丽线虫（C.elegans）因为先天血红素营养缺陷，是研究血红素转运的理想模型。先前研究发现，秀丽线虫虽然先天血红素缺陷，但仍有许多诸如HRG-1、HRG-3、HRG-7和MRP-5等血红素转运蛋白。首先，研究人员通过不同浓度血红素培养秀丽线虫，利用转录组学分析发现了新的血红素感应基因hrg-9。随后，研究人员通过实验证实，缺失hrg-9或其同源基因hrg-10后会导致血红素缺乏反应，使用荧光血红素类似物——中卟啉锌IX (ZnMP)研究细胞内血红素分布，发现敲除hrg-9或其同源基因hrg-10后，血红素大量积累在溶酶体相关细胞器（蠕虫血红素储存部位），而其它亚细胞部位缺血红素，表明HRG-9和HRG-10负责将血红素转运出贮存部位以供给细胞利用。

接下来研究人员采用多血红素感应体系对酵母、斑马鱼及哺乳动物的tango2基因（hrg-9同源基因）进行了研究，研究发现在hrg-9/hrg-10敲除的线虫中表达tango2能够挽救血红素运输缺陷，说明tango2和hrg-9对血红素稳态调控具有高度相似的功能。酵母和哺乳动物敲除tango2后，血红素会在线粒体发生累积。而斑马鱼缺失tango2后，其后代都在受精后5-15天死亡。虽然tango2缺失并未引起早期胚胎血红素合成和红细胞生成的明显缺陷，但是在死亡前2天左右，tango2 ^{- / -}幼鱼出现了身体翻转、心包水肿、游鳔泄气和运动能力下降等症状。此外，斑马鱼tango2基因的缺失也导致了大脑、心脏和骨骼肌的缺陷。最后，研究人员通过实验进一步发现TANGO2蛋白可以通过与血红素结合并将其转运出线粒体。

研究结论

该研究首次发现了细胞内血红素分子伴侣HRG-9/TANGO2，阐明了HRG-9/TANGO2在血红素代谢过程中的生物学功能，揭示了血红素运输与利用的重要机制，为人类TANGO2疾病的机理研究提供了重要的基础。

使用产品

本项研究使用了碧云天BCA蛋白浓度测定试剂盒和增强型ATP测试剂盒。

产品信息

产品编号	产品名称	产品包装
P0011/12/12S	BCA蛋白浓度测定试剂盒	5000次/500次/200次
P0009/10/10S	BCA蛋白浓度测定试剂盒（增强型）	5000次/500次/200次
S0027	增强型ATP检测试剂盒	200次