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SUMO(small ubiquitin-related modifier protein)是一种小泛素类似蛋白。SUMO/去SUMO化修饰可对蛋白质的定位、稳定、相互作用及其活性进行调节，并参与众多的细胞生物学过程。本课题主要通过对SUMO特异性蛋白酶1（SUMO-specific protease1，SENP1）基因敲除细胞的分析，发现了SENP1的突变导致线粒体生成(mitochondrial biogenesis)减少，从而影响到细胞的能量代谢。SENP1的这种作用主要是通过调节PGC-1α的SUMO化水平和活性来实现的。具体地，本研究取得了如下结果:
1.通过分析SENP1-/-细胞的氧消耗和ATP产生量，发现SENP1突变导致了细胞能量代谢障碍;
2.上述结果表明SENP1-/-细胞的线粒体可能有缺陷。用电镜等方法分析确认SENP1-/-细胞中线粒体的数量显著下降;
3.经过对线粒体相关基因表达的分析，SENP1-/-细胞中线粒体的数量显著下降，与由线粒体生成的关键调控因子PGC1α介导的线粒体生成过程缺陷有关。
4.进一步分析发现SENP1-/-导致PGC1α SUMO化修饰增加，并抑制了PGC1α的转录活性。因此，PGC1α的靶基因在SENP1-/-细胞中表达下降，导致线粒体生成与功能障碍。
5.通过分析，发现3月龄SENP1+/-小鼠心脏中SENP1的表达下降达65％，并且心肌细胞中线粒体数量减少和PGC-1α介导的线粒体生成活性降低。
以上结果表明，SENP1是细胞线粒体生成中一个重要调控因子，在细胞能量代谢中有重要作用;而SENP1的这种作用主要是通过对PGC1α的去SUMO化修饰来实现的。