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解析细胞垃圾清除机制

日期:2014-07-23 00:00:00

包括阿尔茨海默氏症、亨廷顿氏病和衰老在内的几种人类神经退行性疾病,都与细胞中异常及聚集蛋白质的累积有关联。细胞通过将它们清扫到称作为溶酶体(lysosome)的细胞垃圾回收站中,来清除这类细胞“垃圾”。

现在,来自马克斯普朗克生物化学研究所的科学家们发现了一个新的辅助蛋白家族,证实这些蛋白质能够识别标记的细胞蛋白质废物,有效地将它们引导到达溶酶体,破坏并将它们回收成为可重复使用的化合物。

蛋白质是大家身体的重要组成元件,其负责实行、控制以及组织大家细胞中几乎所有的功能。像折纸一样,蛋白质是由成串的氨基酸所构成,根据它们的预期功能折叠成特异的、复杂的三维结构。

由于这些结构的折叠和维持对细胞或环境压力高度敏感,蛋白有可能会发生错误折叠或是形成团块(聚集体)。这类劣质蛋白质可毒害细胞,甚至可能导致细胞死亡。 由于众所周知几种人类神经退行性疾病都与异常蛋白质聚集体累积相关,借助基础科学来了解细胞的垃圾清除机制,是设计出针对这些疾病的潜在防治策略的基本条件。

现在马克思普朗克生物化学研究所Stefan Jentsch实验室的科学家们,利用面包酵母成功筛查出了新的细胞废物处理信号通路。来自中国的博士后研究人员陆科峰(Kefeng Lu,音译)发现了存在于酵母和人体中的一类新辅助蛋白:CUET蛋白(人类同系物Tollip),证实其可识别泛素标记的、需进行处理的细胞垃圾。

重要的是,这些新发现的辅助蛋白是通过一条“自噬”信号通路将细胞垃圾引导到溶酶体处。溶酶体是一种重要的细胞器,它是细胞的处理和回收系统。马克思普朗克研究所的科学家们还证实,新发现的信号通路有效地破坏了退行性亨廷顿氏病患者异常聚集的有毒“huntingtin”蛋白。值得注意的是,这一信号通路似乎特异性地针对huntingtin一类的聚集蛋白,其似乎比以往发现的那些细胞垃圾处理机制更为有效。

由于新发现的细胞处理机制在酵母中也能起作用,研究人员现在将充分利用它来进一步调查这一信号通路。详细分析这一机制对于了解聚集蛋白导致人类疾病的机制具有极其重要的意义,并有可能帮助提出一些有可能的疾病预防概念。

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