細(xì)胞如何保護(hù)自己免受線粒體缺陷的侵害

細(xì)胞需要被稱(chēng)為線粒體的強(qiáng)大力量來(lái)利用食物中儲(chǔ)存的能量。這種強(qiáng)大功能所需的大多數(shù)蛋白質(zhì)在細(xì)胞質(zhì)中合成后，在細(xì)胞核中編碼并轉(zhuǎn)運(yùn)到線粒體中。需要信號(hào)序列以使蛋白質(zhì)進(jìn)入線粒體。一旦蛋白質(zhì)到達(dá)那里，信號(hào)序列就被去除。到目前為止，研究人員尚未完全了解消除信號(hào)序列的重要性。還不清楚為什么有缺陷的清除會(huì)導(dǎo)致許多疾病，例如心臟或大腦疾病。

弗萊堡大學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)研究所的NoraVögtle博士與她的工作組一起發(fā)現(xiàn)，去除信號(hào)序列中的錯(cuò)誤導(dǎo)致這些蛋白質(zhì)的聚集，從而使它們聚集在線粒體內(nèi)。他們?cè)谧钚乱黄诘摹犊茖W(xué)》雜志《分子細(xì)胞》上發(fā)表了他們的發(fā)現(xiàn)。

研究人員觀察到的聚集可能會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞強(qiáng)大的細(xì)胞停止工作，但是所有生物都需要這種活性才能存活。為了抵消這些缺陷，細(xì)胞執(zhí)行研究人員所謂的保護(hù)性應(yīng)激反應(yīng)，使線粒體保持其關(guān)鍵功能。通過(guò)這種應(yīng)激反應(yīng)，諸如酵母酵母(用于進(jìn)行研究人員實(shí)驗(yàn)的模型生物)等細(xì)胞得以存活。

Vögtle與該研究的博士候選人和主要作者Daniel Poveda-Huertes一起還發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞核中正在發(fā)生許多不同基因的調(diào)節(jié)。此外，研究人員發(fā)現(xiàn)，通常在細(xì)胞核中發(fā)現(xiàn)的轉(zhuǎn)錄因子出人意料地轉(zhuǎn)運(yùn)到線粒體中，在那里遺傳信息的表達(dá)得以增強(qiáng)。只有通過(guò)這種機(jī)制，線粒體才能在這些壓力條件下維持能量生成，從而確保細(xì)胞存活。Vögtle解釋說(shuō)，這種關(guān)于細(xì)胞應(yīng)激反應(yīng)的全新原理可能是迄今為止發(fā)現(xiàn)的最早的反應(yīng)。她說(shuō)：“這是該部隊(duì)強(qiáng)大力量出現(xiàn)時(shí)的第一道防線。”