科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種可能成為罕見疾病的蛋白質(zhì)的意外新作用。一種叫做p62的蛋白質(zhì)被分子剪刀切碎，幫助細胞意識到它們“饑餓”，鼓勵它們分解并消耗細胞中的舊物質(zhì)。這有助于他們保持健康并抵御感染。

這一發(fā)現(xiàn)可以幫助研究人員設(shè)計更好的藥物來幫助患有佩吉特骨病，運動神經(jīng)元疾病或某些類型的癡呆癥的患者。制造p62蛋白的基因突變通常存在于患有這些疾病的患者中。倫敦帝國理工學(xué)院的科學(xué)家今天在“ 科學(xué)信號 ”雜志上發(fā)表了他們的研究。他們的研究結(jié)果顯示，p62的切割激活了一種新的功能，并且與全長版本相比，修剪后的蛋白質(zhì)具有新的獨特功能。

該蛋白質(zhì)在細胞的回收系統(tǒng)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，該系統(tǒng)可以分解舊的和受損的物質(zhì)。如果這個過程不能正常工作，舊材料可能會在細胞內(nèi)積聚并引起疾病。例如，在患有癡呆的患者中可見這種類型的腦細胞積聚。

相關(guān)過程有助于抵抗感染，其中細胞“吃和回收”微生物。因此，這項工作也可用于病毒和細菌感染。

盡管p62的再循環(huán)功能已被充分了解，但直到現(xiàn)在還不清楚這些過程如何在分子水平上受到調(diào)節(jié)。

分子剪刀

這項研究首次表明，修剪過的p62在感知營養(yǎng)素方面起著重要作用。當“分子剪刀”切割蛋白質(zhì)時，其傳感器功能被激活。這有助于細胞決定何時停止食用舊材料以保持健康并對抗感染。

來自倫敦帝國理工學(xué)院醫(yī)學(xué)系的Avinash Shenoy博士和該研究的資深作者，由Wellcome Trust資助，解釋說：“分子剪刀是令人著迷的東西，我們想要了解它們?nèi)绾我约盀槭裁丛诩毎星懈畹鞍踪|(zhì)。

“細胞只在必要時做事，如果事情是在錯誤的時間或在錯誤的地方完成的，那么你就會患病。對于細胞開始回收材料，它們必須能夠感覺到它們正在挨餓。我們意識到，當細胞缺乏某種營養(yǎng)素時，蛋白質(zhì)p62會被切斷。因此，細胞現(xiàn)在被告知他們需要對此做些什么。“

研究小組還發(fā)現(xiàn)，當細胞含有與疾病相關(guān)的突變時，p62的感知功能受到損害，因為蛋白質(zhì)沒有被切碎。這影響了電池注意它應(yīng)該停止回收并開始生產(chǎn)新材料的能力。然而，使用分子生物學(xué)工具，研究人員能夠恢復(fù)傳感器的功能。

長期目標是在營養(yǎng)傳感功能缺陷時找到幫助人們的方法。這需要更好地理解與該機制相關(guān)的基本過程。從那里，研究人員可以設(shè)計出更好的藥物，以針對特定途徑，減少副作用。

一個偶然的合作

這一發(fā)現(xiàn)是在Shenoy博士與醫(yī)學(xué)系研究員Vanessa Sancho-Shimizu博士之間進行的一次偶然對話之后進行的。

Shenoy博士的研究重點是被稱為半胱氨酸蛋白酶的分子剪刀的作用。他和他的博士 學(xué)生朱莉婭桑切斯 - 加里多一直在尋找免疫細胞中對抗感染的蛋白質(zhì)的證據(jù)，但最初感到失望，因為這些實驗尚無定論。

與此同時，Sancho-Shimizu博士正在對患有嚴重病毒感染的患者的皮膚細胞進行實驗，并且修剪蛋白質(zhì)所需的一些基因突變。這是Shenoy博士小組正在尋找的證據(jù)。

該研究的第一作者Julia Sanchez-Garrido說：“當Avinash和Vanessa聊天時，我?guī)缀醴艞壛藀62。這是一個全新的激動人心的項目的開始。人類疾病相關(guān)突變的存在防止p62修剪使這項調(diào)查達到了一個全新的水平。“

他們一起發(fā)現(xiàn)p62在健康細胞中被修剪，但在一些對病毒更敏感的患者的細胞中沒有。這證明了蛋白質(zhì)修剪在疾病和健康狀態(tài)中的重要性。

他們的發(fā)現(xiàn)將有助于更好地了解傳染病和非傳染病。他們的研究還強調(diào)了感染方面的工作如何幫助我們更好地了解即使在沒有感染的情況下細胞中正在進行的回收和管家功能。

Shenoy博士將在倫敦帝國理工學(xué)院的MRC分子細菌學(xué)和感染中心以及弗朗西斯克里克研究所的衛(wèi)星小組研究分子剪刀和修剪p62。

“很多事情都可能在細胞中出錯，因為有很多活動部分。它很吸引人，我們永遠不會因細胞內(nèi)發(fā)生的過程而感到敬畏，”Shenoy博士說。

“我們在細胞中顯示出如此多的錯誤，你可以想象在整個身體中會出現(xiàn)多少問題。例如，一個錯誤會被放大，導(dǎo)致疾病。”