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        新發(fā)現(xiàn)的保護機制可作為細胞應激的第一反應者
        
			
        
				2018-12-26 10:28:35
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        密歇根大學生命科學研究所的研究人員已經(jīng)確定了一種新型的快速反應防御機制，它有助于保護細胞免受環(huán)境壓力，同時為慢速，眾所周知的保護系統(tǒng)提供行動時間。“這就像第一響應者在較大的響應團隊動員時匆忙發(fā)出警報，”Natsuko Jin說，他是LSI教員Lois Weisman實驗室的博士后研究員，也是一項研究的主要作者，該研究計劃于6月21日在期刊上發(fā)表。細胞生物學。
        

        新發(fā)現(xiàn)的保護機制可作為細胞應激的第一反應者
        

        通常，當細胞處于壓力下時，適應機制就會起作用。它們觸發(fā)轉(zhuǎn)錄機制，通過基因表達，細胞產(chǎn)生新的蛋白質(zhì)以應對壓力并使自身保持活力。
        

        在酵母中，通常用于研究基礎細胞生物學的單細胞生物體，也觀察到更快的反應類型 - 信號脂質(zhì)的產(chǎn)生中的即時和短暫的峰值，通常僅在極少量的情況下才能看到。
        

        當科學家們使酵母產(chǎn)生這種快速反應的能力短路時，酵母就會以災難性的速度死于環(huán)境壓力。
        

        “這是第一次確定比基因表達更快的早期保護途徑，”Jin說。“由于許多關鍵參與者已經(jīng)通過進化保存到人和其他哺乳動物中，我們的研究表明這種和其他類型的早期保護途徑可能更廣泛地存在，并且它們可能對不同類型的細胞應激作出反應。”
        

        在這項研究中，將酵母置于高濃度鹽的環(huán)境中 - 科學家稱之為高滲透壓。在幾分鐘內(nèi)，每個細胞通過引發(fā)信號級聯(lián)來響應，該信號級聯(lián)激活關鍵蛋白激酶-Hog1-其從細胞的細胞質(zhì)進入細胞核，在那里它促進基因表達的變化。基因表達的這些變化需要30分鐘到1小時才能開始產(chǎn)生效果，最多需要2小時才能完全激活。
        

        與此同時，研究人員還觀察到一種稱為PI3,5P2的信號傳導脂質(zhì)的急劇，即時尖峰，這種脂質(zhì)由酵母中稱為液泡的細胞器產(chǎn)生。酵母液泡類似于復雜生物體中的溶酶體。
        

        “在一分鐘之內(nèi)，你會發(fā)現(xiàn)這種脂質(zhì)的高度增加了5倍，”該研究的資深作者，密歇根大學醫(yī)學院細胞與發(fā)育生物學教授韋斯曼說。“在五分鐘內(nèi)，它增加了20倍。然后，如果沒有我們對細胞做任何其他事情，它就會平穩(wěn)下降。”
        

        當常規(guī)酵母被放入這種高鹽或高滲環(huán)境中4小時時，大多數(shù)都做得很好。
        

        當研究人員使用遺傳操作來敲除產(chǎn)生Hog1的眾所周知的長期反應途徑時，30%的細胞死亡。
        

        “盡管如此，70%的人還是很好，”韋斯曼說。
        

        但當他們?nèi)∠毎a(chǎn)生PI3,5P2的能力時，80%死亡。
        

        “所以我們知道它在基因表達開始之前做了一些保護措施，”她說。“如果他們沒有，大多數(shù)人都死了。”
        

        Jin說，究竟PI3,5P2如何向細胞傳遞益處尚不清楚。目前的研究檢查了信號傳導脂質(zhì)的上游調(diào)節(jié)因子，并證明它們在時間和空間上與Hog1途徑的作用不同。
        

        她還說，雖然PI3,5P2在高滲條件下出現(xiàn)的觀察可以追溯到20世紀90年代后期，但其作用以前并不清楚。Jin的調(diào)查始于了解導致尖峰的原因及其可能發(fā)揮的生理作用。
        
			

			
          
        
			
        
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