Mitochondria are cellular organelles that perform various functions within cells. They are responsible for ATP production, cell-signal regulation, autophagy, and cell apoptosis. Because the mitochondrial proteins that perform these functions need Ca2+ ions for their activity, mitochondria have ion channels to selectively uptake Ca2+ ions from the cytoplasm. The ion channel known to play the most important role in the Ca2+ uptake in mitochondria is the mitochondrial calcium uniporter (MCU) holo-complex located in the inner mitochondrial membrane (IMM). This ion channel complex exists in the form of a complex consisting of the pore-forming protein through which the Ca2+ ions are transported into the mitochondrial matrix, and the auxiliary protein involved in regulating the activity of the Ca2+ uptake by the MCU holo-complex. Studies of this MCU holo-complex have long been conducted, but we didn't know in detail how mitochondria uptake Ca2+ ions through this ion channel complex or how the activity of this ion channel complex is regulated. Recently, the protein structure of the MCU holo-complex was identified, enabling the mechanism of Ca2+ uptake and its regulation by the MCU holo-complex to be confirmed. In this review, I will introduce the mechanism of action of the MCU holo-complex at the molecular level based on the Cryo-EM structure of the MCU holo-complex to help understand how mitochondria uptake the necessary Ca2+ ions through the MCU holo-complex and how these Ca2+ uptake mechanisms are regulated.
Food security will be affected by climate change worldwide, particularly in the developing world, where the most important food products originate from plants. Plants are often exposed to environmental stresses that may affect their growth, development, yield, and food quality. Auxin is a hormone that plays a critical role in improving plants' tolerance of environmental conditions. Auxin controls the expression of many stress-responsive genes in plants by interacting with specific cis-regulatory elements called auxin-responsive elements (AuxREs). In this work, we performed an in silico prediction of AuxREs in promoters of five auxin-responsive genes in Zea mays. We applied a data fusion approach based on the combined use of Dempster-Shafer evidence theory and fuzzy sets. Auxin has a direct impact on cell membrane proteins. The short-term auxin response may be represented by the regulation of transmembrane gene expression. The detection of an AuxRE in the promoter of prolyl oligopeptidase (POP) in Z. mays and the 3-fold overexpression of this gene under auxin treatment for 30 min indicated the role of POP in maize auxin response. POP is regulated by auxin to perform stress adaptation. In addition, the detection of two AuxRE TGTCTC motifs in the upstream sequence of the bx1 gene suggests that bx1 can be regulated by auxin. Auxin may also be involved in the regulation of dehydration-responsive element-binding and some members of the protein kinase superfamily.
돼지 정액을 저장하는 동안 산화스트레스의 발생은 정자의 질과 생존에 영향을 미치는 중요한 인자이다. 정액의 저장은 온도 변화, 동결보호제 등의 다양한 스트레스 인자에 노출되어 있다. 이러한 정자 내에서의 산화스트레스는 활성산소종의 생성에 의해 발생되며, 이는 지질, 단백질, DNA와 같은 세포를 구성하는 물질에 산화적으로 손상을 일으킨다. 활성산소종과 항산화물질의 균형있는 체계는 정자의 생존과 그 기능을 유지하는 데 중요한 역할을 한다. 정액을 장기간 보존하게 되면 활성산소종의 수준이 증가하여 정자의 운동성, 막 온전성, DNA 온전성에 영향을 미치게 된다. 또한, 활성산소종에 의해 유도된 지질과산화 반응은 정자막의 유동성과 안정성에 영향을 미쳐 정자의 운동성을 감소시킨다. 그리고, DNA의 산화적 손상은 DNA 단편화를 일으켜 정자의 DNA 온전성을 손상시킬 수 있다. 결론적으로, 정액을 보관하는 동안 발생되는 산화스트레스는 정자의 질과 기능을 유지하는 데 중요하다. 따라서, 산화스트레스의 기본적인 메커니즘과 정자의 기능에 미치는 영향을 이해하는 것은 산화스트레스로부터의 손상을 최소화하고, 효율적이고 기능적인 정자의 저장 방법을 개선하기 위한 효과적인 전략과 연구 개발을 위해 중요할 것으로 판단된다.
Yanna Liu;Yuehua Zhang;Zhaorui Ren;Fanyi Zeng;Jingbin Yan
Molecules and Cells
/
제46권4호
/
pp.219-230
/
2023
Down syndrome (DS) is the most common autosomal aneuploidy caused by trisomy of chromosome 21. Previous studies demonstrated that DS affected mitochondrial functions, which may be associated with the abnormal development of the nervous system in patients with DS. Runt-related transcription factor 1 (RUNX1) is an encoding gene located on chromosome 21. It has been reported that RUNX1 may affect cell apoptosis via the mitochondrial pathway. The present study investigated whether RUNX1 plays a critical role in mitochondrial dysfunction in DS and explored the mechanism by which RUNX1 affects mitochondrial functions. Expression of RUNX1 was detected in induced pluripotent stem cells of patients with DS (DS-iPSCs) and normal iPSCs (N-iPSCs), and the mitochondrial functions were investigated in the current study. Subsequently, RUNX1 was overexpressed in N-iPSCs and inhibited in DS-iPSCs. The mitochondrial functions were investigated thoroughly, including reactive oxygen species levels, mitochondrial membrane potential, ATP content, and lysosomal activity. Finally, RNA-sequencing was used to explore the global expression pattern. It was observed that the expression levels of RUNX1 in DS-iPSCs were significantly higher than those in normal controls. Impaired mitochondrial functions were observed in DS-iPSCs. Of note, overexpression of RUNX1 in N-iPSCs resulted in mitochondrial dysfunction, while inhibition of RUNX1 expression could improve the mitochondrial function in DS-iPSCs. Global gene expression analysis indicated that overexpression of RUNX1 may promote the induction of apoptosis in DS-iPSCs by activating the PI3K/Akt signaling pathway. The present findings indicate that abnormal expression of RUNX1 may play a critical role in mitochondrial dysfunction in DS-iPSCs.
Yoona Jung;Wonjoon Kim;Na Kyoung Shin;Young Min Bae;Jinhong Wie
The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
/
제27권4호
/
pp.311-323
/
2023
Ion homeostasis, which is regulated by ion channels, is crucial for intracellular signaling. These channels are involved in diverse signaling pathways, including cell proliferation, migration, and intracellular calcium dynamics. Consequently, ion channel dysfunction can lead to various diseases. In addition, these channels are present in the plasma membrane and intracellular organelles. However, our understanding of the function of intracellular organellar ion channels is limited. Recent advancements in electrophysiological techniques have enabled us to record ion channels within intracellular organelles and thus learn more about their functions. Autophagy is a vital process of intracellular protein degradation that facilitates the breakdown of aged, unnecessary, and harmful proteins into their amino acid residues. Lysosomes, which were previously considered protein-degrading garbage boxes, are now recognized as crucial intracellular sensors that play significant roles in normal signaling and disease pathogenesis. Lysosomes participate in various processes, including digestion, recycling, exocytosis, calcium signaling, nutrient sensing, and wound repair, highlighting the importance of ion channels in these signaling pathways. This review focuses on different lysosomal ion channels, including those associated with diseases, and provides insights into their cellular functions. By summarizing the existing knowledge and literature, this review emphasizes the need for further research in this field. Ultimately, this study aims to provide novel perspectives on the regulation of lysosomal ion channels and the significance of ion-associated signaling in intracellular functions to develop innovative therapeutic targets for rare and lysosomal storage diseases.
Metformin is a treatment used widely for non-insulin-dependent diabetes mellitus with few side effects and acts by inhibiting hepatic gluconeogenesis and glucose absorption from the gastrointestinal tract. Lymphoma is one of the most common hematological malignancies in dogs. Chemotherapy is used mainly on lymphoma, but further research on developing anticancer drugs for lymphoma is needed because of its severe side effects. This study examined the anticancer effects of metformin alone and in combination with 2-deoxy-D-glucose (2-DG), a glucose analog, on EL4 cells (mouse T cell lymphoma). Metformin reduced the metabolic activity of EL4 cells and showed an additive effect when combined with 2-DG. In addition, cell death was confirmed using a trypan blue exclusion test, Hochest 33342/propidium iodide (PI) staining, and Annexin V/PI staining. An analysis of the cell cycle and mitochondria membrane potential (MMP) to investigate the mechanism of action showed that metformin stopped the G2/M phase of EL4 cells, and metformin + 2-DG decreased MMP. Metformin exhibited anticancer effects as a G2/M phase arrest mechanism in EL4 cells and showed additive effects when combined with 2-DG via MMP reduction. Unlike cytotoxic chemotherapeutic anticancer drugs, metformin and 2-DG are related to cellular glucose metabolism and have little toxicity. Therefore, metformin and 2-DG can be an alternative to reduce the toxicity caused by chemotherapeutic anticancer drugs. Nevertheless, research is needed to verify the in vivo efficacy of metformin and 2-DG before they can be used in lymphoma treatments.
Dukwon Lee;Hansol, Lee;Jinwook Lee;Soung-Hun Roh;Nam-Chul Ha
Molecules and Cells
/
제46권9호
/
pp.538-544
/
2023
The formation of uniform vitreous ice is a crucial step in the preparation of samples for cryogenic electron microscopy (cryo-EM). Despite the rapid technological progress in EM, controlling the thickness of vitreous ice on sample grids with reproducibility remains a major obstacle to obtaining high-quality data in cryo-EM imaging. The commonly employed classical blotting process faces the problem of excess water that cannot be absorbed by the filter paper, resulting in the formation of thick and heterogeneous ice. In this study, we propose a novel approach that combines the recently developed nanowire self-wicking technique with the classical blotting method to effectively control the thickness and homogeneity of vitrified ice. With simple procedures, we generated a copper oxide spike (COS) grid by inducing COSs on commercially available copper grids, which can effectively remove excess water during the blotting procedure without damaging the holey carbon membrane. The ice thickness could be controlled with good reproducibility compared to non-oxidized grids. Incorporated into other EM techniques, our new modification method is an effective option for obtaining high-quality data during cryo-EM imaging.
A Ram Lee;Jin Seok Woo;Seon-Yeong Lee;Hyun Sik Na;Keun-Hyung Cho;Yeon Su Lee;Jeong Su Lee;Seon Ae Kim;Sung-Hwan Park;Seok Jung Kim;Mi-La Cho
IMMUNE NETWORK
/
제22권2호
/
pp.14.1-14.17
/
2022
Osteoarthritis (OA) is a common degenerative joint disease characterized by breakdown of joint cartilage. Mitochondrial dysfunction of the chondrocyte is a risk factor for OA progression. We examined the therapeutic potential of mitochondrial transplantation for OA. Mitochondria were injected into the knee joint of monosodium iodoacetate-induced OA rats. Chondrocytes from OA rats or patients with OA were cultured to examine mitochondrial function in cellular pathophysiology. Pain, cartilage destruction, and bone loss were improved in mitochondrial transplanted-OA rats. The transcript levels of IL-1β, TNF-α, matrix metallopeptidase 13, and MCP-1 in cartilage were markedly decreased by mitochondrial transplantation. Mitochondrial function, as indicated by membrane potential and oxygen consumption rate, in chondrocytes from OA rats was improved by mitochondrial transplantation. Likewise, the mitochondrial function of chondrocytes from OA patients was improved by coculture with mitochondria. Furthermore, inflammatory cell death was significantly decreased by coculture with mitochondria. Mitochondrial transplantation ameliorated OA progression, which is caused by mitochondrial dysfunction. These results suggest the therapeutic potential of mitochondrial transplantation for OA.
Gong Deuk Bae;Kyong Kim;Se-Eun Jang;Dong-Jae Baek;Eun-Young Park;Yoon Sin Oh
Journal of Applied Biological Chemistry
/
제66권
/
pp.311-319
/
2023
Caveolin-1 (Cav-1) is the main structural component of the caveolae on the plasma membrane, which regulates various cellular processes, including cell growth, differentiation, and endocytosis. Although a recent study demonstrated that Cav-1 might be involved in diabetes-associated inflammation, its exact role in the intestine was unclear. In this study, we examined the intestinal expression of Cav-1 in diabetic conditions. We also investigated its effect on lipopolysaccharide (LPS)-induced inflammation by expressing this protein in human intestinal Caco-2 cells lacking Cav-1. We observed that increased Cav-1 levels and decreased expression of tight junction proteins affected intestinal permeability in high-fat diet-induced diabetic mice. When Caco-2 cells were treated with LPS, Cav-1 enhanced the NF-κB signaling. Moreover, LPS reduced the expression of tight junction proteins while it increased cell-cell permeability and reactive oxygen species generation in Caco-2 cells and this effect was amplified by cav-1 overexpression. LPS treatment promoted phosphorylation of tyrosine-14 (Y14) on Cav-1, and the LPS-induced NF-κB signaling was suppressed in cells expressing non-phosphorylatable Cav-1 (tyrosine-14 to phenylalanine mutant), which reduced intestinal barrier permeability. These results suggest that Cav-1 expression promotes LPS-induced inflammation in Caco-2 cells, and phosphorylation of Y14 on Cav-1 might contribute to the anti-inflammatory response in LPS-induced NF-κB signaling and cell permeability.
Basophils and mast cells are specialized effector cells in allergic reactions. Haliotis discus hannai (abalone), is valuable seafood. Abalone male viscera, which has a brownish color and has not been previously reported to show anti-allergic activities, was extracted with acetone. Six different acetone/hexane fractions (0, 10, 20, 30, 40, and 100%) were obtained using a silica column via β-hexosaminidase release inhibitory activity-guided selection in phorbol myristate acetate and a calcium ionophore, A23187 (PMACI)-induced human basophils, KU812F cells. The 40% acetone/hexane fraction (A40) exhibited the strongest inhibition of PMACI-induced-β-hexosaminidase release. This fraction dose-dependently inhibited reactive oxygen species (ROS) production and calcium mobilization without cytotoxicity. Western blot analysis revealed that A40 down-regulated PMACI-induced MAPK (ERK 1/2, p-38, and JNK) phosphorylation, and the NF-κB translocation from the cytosol to membrane. Moreover, A40 inhibited PMACI-induced interleukin (IL)-1β, IL-6, and IL-8 production. Anti-allergic activities of A40 were confirmed based on inhibitory effects on IL-4 and tumor necrosis factor alpha (TNF-α) production in compound (com) 48/80-induced rat basophilic leukemia (RBL)-2H3 cells. A40 inhibited β-hexosaminidase release and cytokine production such as IL-4 and TNF-α produced by com 48/80-stimulated RBL-2H3 cells. Furthermore, it's fraction attenuated the IgE/DNP-induced passive cutaneous anaphylaxis (PCA) reaction in the ears of BALB/c mice. Our results suggest that abalone contains the active fraction, A40 is a potent therapeutic and functional material to treat allergic diseases.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.