미토콘드리아는 세포에서 에너지를 제공하며, 분화, 신호전달 등의 과정에도 연관된다. 미토콘드리아의 전자전달계를 거쳐 ATP를 만드는 과정에서 부산물로 초과산화물이 생성되며, 이는 세포 내 reactive oxygen species (ROS)들의 주요 출처이다. in vitro에서 배양될 때는 배양조건이 동일하기 때문에 세포의 oxidative respiration과 ...
미토콘드리아는 세포에서 에너지를 제공하며, 분화, 신호전달 등의 과정에도 연관된다. 미토콘드리아의 전자전달계를 거쳐 ATP를 만드는 과정에서 부산물로 초과산화물이 생성되며, 이는 세포 내 reactive oxygen species (ROS)들의 주요 출처이다. in vitro에서 배양될 때는 배양조건이 동일하기 때문에 세포의 oxidative respiration과 동화 작용의 속도도 비슷할 것으로 기대된다. 하지만, 세포마다 증식하는 정도가 다르기 때문에 ATP의 생성/소모 속도와 증식을 위한 signaling의 지속 정도와 크기는 다양하게 다를 것으로 추측된다. 추즉을 확인하기 위해 본 연구에서는 세포마다 ROS 발생량에 차이가 있는 것을 확인하여 세포마다 미토콘드리아에서 ROS발생이 다를 수 있다는 가능성을 제시하였다. 결과적으로, 이 ROS 발생량의 차이는 미토콘드리아 함량과 높은 상관관계가 있고 에너지대사와, 동화 작용과는 상관관계가 낮은 것으로 나타났다. 한편, 활성산소는 세포노화를 촉진하는 원인인자로서 미토콘드리아로부터 활성산소의 발생을 억제하는 것은 세포노화를 제어하는 좋은 방법이 될 수 있다. Vitamine B3의 amide 형태인 nicotiniamide (NAM)은 세포에 들어가면 미토콘드리아 함량과 미토콘드리아 초과산화물을 감소시킨다. NAM은 세포내의 SIRT1을 활성화시켜 mitophagy를 촉진하여 미토콘드리아 함량을 줄여서 결국 ROS의 발생을 감소시킨다고 추측되고 있는데, 이 가설을 확인하기 위해 NAM와 SIRT1 활성제인 SRT1720를 처리한 뒤 세포의 미토콘드리아 초과산화물, 미토콘드리아 함량과 활성을 측정하였다. SIRT1 활성화는 미토콘드리아 활성을 높여주는 것에 비해서 NAM은 미토콘드리아의 활성을 떨어뜨렸는데, 이를 통해서 NAM은 mitophagy가 아닌 다른 메커니즘을 통해 ROS를 줄여주는 것이라 판단된다. 본 논문에서는 NAM이 NAD+/NADH ratio를 조절하여 complex I의 활성과 전자전달을 억제시켜서 ROS발생량을 줄여준다는 가설을 제안한다.
미토콘드리아는 세포에서 에너지를 제공하며, 분화, 신호전달 등의 과정에도 연관된다. 미토콘드리아의 전자전달계를 거쳐 ATP를 만드는 과정에서 부산물로 초과산화물이 생성되며, 이는 세포 내 reactive oxygen species (ROS)들의 주요 출처이다. in vitro에서 배양될 때는 배양조건이 동일하기 때문에 세포의 oxidative respiration과 동화 작용의 속도도 비슷할 것으로 기대된다. 하지만, 세포마다 증식하는 정도가 다르기 때문에 ATP의 생성/소모 속도와 증식을 위한 signaling의 지속 정도와 크기는 다양하게 다를 것으로 추측된다. 추즉을 확인하기 위해 본 연구에서는 세포마다 ROS 발생량에 차이가 있는 것을 확인하여 세포마다 미토콘드리아에서 ROS발생이 다를 수 있다는 가능성을 제시하였다. 결과적으로, 이 ROS 발생량의 차이는 미토콘드리아 함량과 높은 상관관계가 있고 에너지대사와, 동화 작용과는 상관관계가 낮은 것으로 나타났다. 한편, 활성산소는 세포노화를 촉진하는 원인인자로서 미토콘드리아로부터 활성산소의 발생을 억제하는 것은 세포노화를 제어하는 좋은 방법이 될 수 있다. Vitamine B3의 amide 형태인 nicotiniamide (NAM)은 세포에 들어가면 미토콘드리아 함량과 미토콘드리아 초과산화물을 감소시킨다. NAM은 세포내의 SIRT1을 활성화시켜 mitophagy를 촉진하여 미토콘드리아 함량을 줄여서 결국 ROS의 발생을 감소시킨다고 추측되고 있는데, 이 가설을 확인하기 위해 NAM와 SIRT1 활성제인 SRT1720를 처리한 뒤 세포의 미토콘드리아 초과산화물, 미토콘드리아 함량과 활성을 측정하였다. SIRT1 활성화는 미토콘드리아 활성을 높여주는 것에 비해서 NAM은 미토콘드리아의 활성을 떨어뜨렸는데, 이를 통해서 NAM은 mitophagy가 아닌 다른 메커니즘을 통해 ROS를 줄여주는 것이라 판단된다. 본 논문에서는 NAM이 NAD+/NADH ratio를 조절하여 complex I의 활성과 전자전달을 억제시켜서 ROS발생량을 줄여준다는 가설을 제안한다.
Mitochondria plays critical roles in cell differentiation and intracellular signaling. The most important role of mitochondria is to generate ATP. This occurs through the process of electron transport, which can produce superoxides as by-products. Indeed, mitochondria are the primary site of ROS pro...
Mitochondria plays critical roles in cell differentiation and intracellular signaling. The most important role of mitochondria is to generate ATP. This occurs through the process of electron transport, which can produce superoxides as by-products. Indeed, mitochondria are the primary site of ROS production within the cell. In this study, I found that the ROS content varies among different cells. Although lung cancer cell can contact more oxygen than other cell, it does not produce more ROS. The content of ROS is proportional to mitochondrial content, but it has no quantitative relation with energy metabolism and anabolism. I also examined the effect of nicotinamide (NAM) on mitochondrial ROS and ATP generation. It causes a decrease in mitochondrial content and mitochondrial superoxide when NAM entered in cells. In addition NAM activates SIRT1 to cause a mitophagy and decrease in mitochondrial content and ROS levels. In order to determine whether NAM reduces ROS through SIRT1-mediated mitophagy, the level of mitochondrial superoxide, mitochondria content, ATP among the cells treated with NAM and SIRT1 activator SRT1720. SIRT1 activation was found to increase the mitochondrial activity while NAM decreased it. It was concluded that NAM treatment increases NAD+/NADH ratio both in cytosol and mitochondria and thereby activates SIRT1 to induce mitophagy and loweres the activity of complex I and electrone transport in mitochondria which leads to reduction of mitochondrial ATP and ROS production.
Mitochondria plays critical roles in cell differentiation and intracellular signaling. The most important role of mitochondria is to generate ATP. This occurs through the process of electron transport, which can produce superoxides as by-products. Indeed, mitochondria are the primary site of ROS production within the cell. In this study, I found that the ROS content varies among different cells. Although lung cancer cell can contact more oxygen than other cell, it does not produce more ROS. The content of ROS is proportional to mitochondrial content, but it has no quantitative relation with energy metabolism and anabolism. I also examined the effect of nicotinamide (NAM) on mitochondrial ROS and ATP generation. It causes a decrease in mitochondrial content and mitochondrial superoxide when NAM entered in cells. In addition NAM activates SIRT1 to cause a mitophagy and decrease in mitochondrial content and ROS levels. In order to determine whether NAM reduces ROS through SIRT1-mediated mitophagy, the level of mitochondrial superoxide, mitochondria content, ATP among the cells treated with NAM and SIRT1 activator SRT1720. SIRT1 activation was found to increase the mitochondrial activity while NAM decreased it. It was concluded that NAM treatment increases NAD+/NADH ratio both in cytosol and mitochondria and thereby activates SIRT1 to induce mitophagy and loweres the activity of complex I and electrone transport in mitochondria which leads to reduction of mitochondrial ATP and ROS production.
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