《Cell》首次揭示一种生死元素的具体功能

【字体: www.ebiotrade.com 时间:2018年1月4日 来源:生物通

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  12月28日,亥姆霍兹慕尼黑中心发育遗传学研究所的Marcus Conrad博士课题组在《Cell》发表文章首次阐明硒是哺乳动物不可或缺的限制因素。

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200年前,瑞典科学家Jöns Jacob Berzelius发现了微量元素“硒(selenium)”,并以月亮女神(Selene)命名了它。不仅工业生产(化工、半导体和墨粉等)需要硒,我们人体也需要硒。它是人类、动物和一些细菌生存所需的必须微量元素。

但是,硒在体内的具体功能并不像铜铁锌等元素那么清晰。12月28日,亥姆霍兹慕尼黑中心发育遗传学研究所(the Institute of Developmental Genetics at Helmholtz Zentrum München)的Marcus Conrad博士课题组在《Cell》发表文章首次阐明,硒是哺乳动物不可或缺的限制因素。

铁死亡

科学家们研究一种新型细胞死亡过程“铁死亡(ferroptosis)”已经有几年了,GPX4酶对这一过程起重要作用,GPX4酶中蕴藏的一种名为“硒代半胱氨酸(selenocysteine)”的氨基酸的生产,需要硒元素。

Conrad课题组构建了改性GPX4酶的转基因小鼠模型。“在其中一种小鼠模型身上,我们观察到将GPX4所含的硒替换成硫后,小鼠就因为神经系统并发症而活不过3周,” Conrad说。免费索取转基因模型制备技术手册

GPX4缺少硒的情况下,研究人员在小鼠脑内鉴定出了一个独特的神经元亚型。“进一步研究表明,用硫取代GPX4的硒后,这些神经元在出生后发育阶段就莫名消失了,”文章一作Irina Ingold说。

此外,科学家们发现细胞高代谢活性和神经元高度活跃状态下的氧化应激(oxidative stress)触发了铁死亡。“我们的研究解释了硒对动物为什么如此重要,首次鉴定出了它对特定神经元出生后发育的重要影响,” José Pedro Friedmann Angeli博士说。“含硒GPX4能保护这类神经元避免氧化应激和铁死亡。”

包括哺乳动物、真菌、高等植物在内等许多生物体内都含有硒酶(selenoenzymes),它们是机体生存的必要组分。Marcus Conrad课题组以细胞铁死亡的触发为出发点,他们还希望继续探索铁死亡在癌症和神经退行性疾病中的重要作用,以期找到办法缓解这些疾病。

原文检索:Selenium Utilization by GPX4 Is Required to Prevent Hydroperoxide-Induced Ferroptosis

硒|酶|硫|铁死亡|癌症|神经元|神经退行性疾病|小鼠模型| ferroptosis| selenocysteine

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