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线粒体转录终止因子是一个蛋白家族,存在于后生动物与植物中。该家族有四个成员,分别被命名为MTERF1至MTERF4,具有相似的亮氨酸拉链结构,并定位于线粒体。目前的研究显示,MTERF2和MTERF3都对细胞的增殖和生长有负调控作用,MTERF2将细胞的增殖阻断在G1期和S期之间,MTERF3通过抑制线粒体编码基因的转录影响细胞的生长。MTERF4是一个细胞生长的正调控因子,其表达抑制可导致细胞死亡。mTERF是这个家族的第一个成员,即MTERF1,迄今对于mTERF的研究主要在其与线粒体DNA结合位点和在线粒体基因转录调控中的作用方面,对细胞生长的影响还未见报道。
本研究成功构建了mTERF基因的真核表达载体mTERF/pFLAG和RNAi表达载体mTERF/pSi-1,并转染HeLa细胞。半定量PCR和RT-PCR检测结果显示,mTERF基因对mtDNA拷贝数没有明显影响;但mTERF过强表达时线粒体12srRNA和16s rRNA的转录水平增加,反之,mTERF表达受到抑制后,12s rRNA和16s rRNA的转录水平下降;对线粒体基因组编码的其它基因转录水平的影响不明显;Western检测结果显示mTERF过强表达对线粒体蛋白的合成没有明显影响,但其表达抑制后ND1蛋白的合成受到了抑制;mTERF过强表达使细胞内ATP水平上升,而mTERF表达抑制使细胞内ATP水平明显下降;MTT和流式细胞技术分析显示,mTERF过强表达时对细胞生长有一定的促进作用,G1期细胞比例减少,S期和G2期细胞比例增加,细胞cyclinD1的表达水平有所升高;而mTERF表达抑制时,细胞生长速度减慢,G1期细胞比例增加,cyclinD1水平下降。
上述研究显示,mTERF是一个促进细胞生长的因子,它可能通过促进线粒体基因的转录水平,从而增强细胞内氧化磷酸化活性和ATP水平,进而促进细胞的生长和增殖。本研究为进一步深入探讨线粒体转录终止因子家族的生理功能,揭示线粒体活性在细胞增殖调控中的作用提供了基础。