NAT REV MOL CELL BIO强调UPR研究重要新突破

【字体: 时间:2017年08月08日 来源:生物通

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  歌德大学和Max Planck生物物理研究所、萨尔兰大学医学生物化学和分子生物学系的科学家发现了一个导致UPR激活的新机制,该机制触发了细胞的长期应力,相关文章将在8月17日被《Molecular Cell》杂志印刷出版。

  

生物通报道:活细胞的生长分裂都离不开新蛋白和新膜脂的生产。人体某些细胞却专门向外分泌大量蛋白质,例如生产抵御细菌和病毒抗体的浆细胞,制造胰岛素的胰腺细胞等等,这类细胞被称作分泌细胞。

有关分泌能力的一个调控过程被称为未折叠蛋白反应(unfolded protein response,UPR)。UPR的主要任务是检测错误折叠蛋白,即不符合正确形状要求的蛋白。错误折叠蛋白很危险,因为它们容易与其他蛋白聚集,形成团块,堵塞细胞多样化功能。UPR有助于促进蛋白质复性,减少团块,阻止因错误折叠蛋白积累导致的恶性循环。因此,UPR不仅对分泌细胞重要,对身体其他细胞也具有保护作用。

但有一个问题:病毒和肿瘤细胞也能利用UPR 的保护作用,UPR可以让病毒和肿瘤细胞以更快的速度增殖。UPR的持续激活还能驱使正常细胞死亡。

虽然UPR的激活让细胞得以生产大量蛋白质,但也让细胞变得更加敏感。Robert Ernst在解释UPR细胞寿命问题时说道:“赛车速度快,但超速后由于引擎过热,行驶寿命有限;而拖拉机(指代正常体细胞)跑得慢,但开得久。然而,至今为止,人们还不清楚为什么高性能细胞比普通细胞更敏感。”

如今,在Ernst教授的带领下,一支由歌德大学和Max Planck生物物理研究所、萨尔兰大学医学生物化学和分子生物学系的科学家所组成的研究小组,已经解决了这一难题。他们发现了一个导致UPR激活的新机制,该机制触发了细胞的长期应力。

根据这一新机制,UPR的激活不仅受错误折叠蛋白诱导,也受异常膜脂质成分控制。分泌细胞为了大量生产蛋白质已经激活了自身的UPR过程,因此它们对这类变化特别敏感。生物膜的积极作用也许将改变我们对许多疾病的认识。

在过去几年里,日本、英国和美国的大量研究工作证明膜脂的作用可能超乎人们想象。2011年,人类UPR领域的先驱学者、著名科学家Peter Walter和David Ron曾指出,膜脂和UPR的关系是这一领域的核心待解之谜。如今,2017年,这层关系终于被打通了。

“为了提高蛋白质的生产和分泌,UPR调控着超过5%的人类基因,”Robert Ernst解释道。“我们建立了一个新概念框架,这将有助于理解为什么分泌细胞对饮食导致的膜脂变化异常敏感。”

该文章将在8月17日被《Molecular Cell》杂志印刷出版。在线版一经公开就被迅速扩散,高影响力期刊《Nature Reviews Molecular Cell Biology》也专门发表了针对这项发现的文章评注(commentary)。

延伸阅读:Kazutoshi Mori发表未折叠蛋白反应(UPR)最新进展

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原文标题:

Activation of the Unfolded Protein Response by Lipid Bilayer Stress. Molecular Cell
Reacting to membrane stress. Nature Reviews Molecular Cell Biology

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