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Cell:一方有难,八方支援

来源:生物通
摘要:来自美国西北大学的科学家们第一次发现了,当组织承受压力以及因错误折叠和受损蛋白质表达而陷入麻烦时,动物体内的一个细胞过程:风险组织在自身处理麻烦的同时,也明智地呼吁寻求了帮助。这一研究发现发表在6月6日的《细胞》(Cell)杂志上。”认识多细胞动物细胞通讯过程的潜在生物学结构,可为科学家们提供一种新方法......

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来自美国西北大学的科学家们第一次发现了,当组织承受压力以及因错误折叠和受损蛋白质表达而陷入麻烦时,动物体内的一个细胞过程:风险组织在自身处理麻烦的同时,也明智地呼吁寻求了帮助。这一研究发现发表在6月6日的《细胞》(Cell)杂志上。

承受压力组织向动物全身的其他组织发生了一个多重警报求救信号,远端组织做出回应,提供生物化学帮助,使得蛋白质质量控制系统恢复健康与平衡。

该研究的领导者、西北大学Weinberg文理学院分子生物科学系生物学教授Richard I. Morimoto说:“现在我们知道了所有的组织都在相互通讯。这是一个群体反应。有一种供组织之间交流对话的信号通路,风险组织利用它来寻求帮助。当动物全身不对风险做出响应或是响应不良时,疾病就会发生。”

认识多细胞动物细胞通讯过程的潜在生物学结构,可为科学家们提供一种新方法来了解人类疾病,尤其是诸如阿尔茨海默氏症、帕金森氏症和亨廷顿氏病等蛋白质错误折叠的疾病,并有可能更广泛地扩展至代谢疾病和癌症

具体说来,研究小组发现当肌肉组织因为错误蛋白表达而承受压力时,它会向神经元和肠细胞发出警报,寻求增援。三种组织都通过触发热休克反应来做出反应。热休克反应是一种古老的、且非常强有力地检测及响应蛋白质损伤的机制。

由于线虫的生化环境与人类相似,并且人们了解它的基因组序列,Morimoto和第一作者Patricija van Oosten-Hawle,以及大学生Robert S. Porter对其展开了研究。

在这项研究中,研究人员利用肌肉细胞特异性蛋白,使其发生突变引起蛋白质损伤,来研究了带有这些突变的肌肉细胞的反应机制。他们发现风险组织(肌肉细胞)和远端无压力组织(神经细胞和肠细胞)均激活了保护性的热休克反应

Morimoto说:“这让我们感到很惊讶。为什么肠道或神经元需要知道肌肉细胞中正在发生什么?这涉及动物的存活。帮助压力组织可使整个生物体受益。”

受损蛋白告诉肌肉细胞它并非处在最适宜的状态,由此触发热休克反应和它的专门保护性分子伴侣,来纠正受损蛋白。远端的组织液感受到这一压力,触发相同的热休克蛋白,使得陷入麻烦的肌肉细胞受益。 

研究人员还发现,只提高神经细胞或肠细胞中的分子伴侣水平,就可以同样地让肌肉细胞中的蛋白质恢复正常。

(生物通:何嫱)

作者: 2013-6-10
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