我们的细胞是如何杀死自己的——科学家在原子水平上解码了确切的机制

在我们的身体里，每天都有数以百万计的细胞死亡。与普遍的看法相反，细胞在死亡时并不会爆炸。相反，一种特殊的蛋白质会触发细胞膜的破裂。来自巴塞尔大学的科学家们最近已经能够在原子水平上阐明确切的机制。他们的研究结果发表在《Nature》杂志上。

　　

细胞的自我清除是所有生物体的一个重要过程。当细胞受损或感染病毒或细菌时，它们会启动内部的“自我毁灭”程序。这种重要的机制可以防止肿瘤的潜在生长，并防止有害病原体在全身的传播。

直到最近，人们还认为细胞在生命结束时只是破裂和死亡。现在，巴塞尔大学生物中心、洛桑大学和苏黎世联邦理工学院生物系统科学与工程系(D-BSSE)的研究人员对细胞死亡的最后一步提供了新的见解。

在科学杂志《Nature》上，他们描述了一种名为ninjurin-1的蛋白质是如何组装成细丝的，细丝像拉链一样工作，打开细胞膜，从而导致细胞解体。这一新发现是理解细胞死亡的一个重要里程碑。

蛋白质在细胞膜中起断裂点的作用

各种信号，如细菌成分，触发细胞死亡机制。在这个过程的最后阶段，细胞的保护膜被允许离子流入细胞的微小孔破坏。

巴塞尔大学生物中心一个研究小组的负责人Sebastian Hiller教授解释说:“通常的理解是，细胞会随着渗透压的增加而膨胀，直到最终破裂。我们现在正在研究细胞是如何破裂的。蛋白质ninjurin-1不会像气球一样爆裂，而是在细胞膜上提供一个突破点，导致特定部位破裂。”

利用高灵敏度显微镜和核磁共振光谱学等先进技术，科学家们已经能够阐明ninjurin-1在单个原子水平上诱导膜破裂的机制。ninjurin-1是一种嵌入细胞膜的小蛋白质。

该研究的第一作者、瑞士纳米科学研究所博士学院的博士生Morris Degen解释说:“接到自杀命令后，两个ninjurin-1蛋白最初聚集在一起，在膜上钻出一个楔形。许多蛋白质附着在最初的楔子上，形成了大的病变和洞。通过这种方式，细胞膜被一片一片地切开，直到细胞完全分解。”

然后，细胞碎片被身体自身的清洁服务清除。

“现在很明显，没有ninjurin-1细胞不会破裂。由于离子的涌入，它们确实在一定程度上膨胀，但膜破裂取决于这种蛋白质的功能，”Hiller补充道。“教科书中关于细胞死亡的章节将以这些美丽的结构见解进行扩展。”

防止或促进细胞死亡的治疗

对细胞死亡的深入了解将有助于寻找新的药物靶点。由于一些肿瘤细胞逃避程序性细胞死亡，治疗癌症的干预措施是可以想象的。

此外，在帕金森病等神经退行性疾病或感染性休克等危及生命的疾病中观察到的细胞过早死亡的情况下，干扰这一过程的药物是一种潜在的治疗选择。

参考文献:Structural basis of NINJ1-mediated plasma membrane rupture in cell death