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      細胞壓力過大使線粒體更長
      
			
      
				2019-04-25 10:48:17
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      斯克里普斯研究所(TSRI)的科學(xué)家在細胞中發(fā)現(xiàn)了一種新途徑，可以在壓力期間促進線粒體功能，隨著年齡的增長，這種反應(yīng)能夠預(yù)防疾病。
      

      細胞壓力過大使線粒體更長
      

      為了應(yīng)對壓力，我們的細胞不會產(chǎn)生畸形蛋白，而是激活保護性通路，從而產(chǎn)生更加顯著的反應(yīng) - 完全關(guān)閉蛋白質(zhì)的產(chǎn)生。研究人員表明，伴隨著這種關(guān)閉，細胞器的形狀發(fā)生了奇怪的變化，稱為線粒體，它負責(zé)產(chǎn)生細胞能量。線粒體開始像面條一樣伸展，而不是看起來像小小的利馬豆。
      

      “僅僅幾個小時的不制造蛋白質(zhì)似乎就足以改造線粒體，他們可以保持這種狀態(tài)數(shù)小時，”TSRI副教授，新研究的資深作者Luke Wiseman博士說。Cell Reports雜志。“這似乎是一種在壓力早期階段促進線粒體功能的保護性方法。”
      

      這項新研究更深入地研究了稱為未折疊蛋白反應(yīng)(UPR)的細胞中的應(yīng)激反應(yīng)途徑。普遍定期審議有幾個“分支”，調(diào)節(jié)不同的細胞功能。Wiseman實驗室專注于稱為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(ER)的細胞區(qū)間的應(yīng)力如何影響線粒體的形狀和功能。
      

      該響應(yīng)中的一個重要參與者是UPR的傳感器/發(fā)起者，稱為PERK。Wiseman將PERK分支描述為一種精細調(diào)整的信號通路。如果沒有足夠的PERK信號傳導(dǎo)，線粒體可能會在壓力時變得混亂并顯著挑戰(zhàn)細胞功能。但如果這種途徑過度激活，細胞會自我毀滅。
      

      然而，隨著年齡的增長，系統(tǒng)難以保持這種平衡。Wiseman說：“當(dāng)你年紀(jì)大了，小問題就會成為更大的問題，因為PERK途徑的反應(yīng)并不好。”
      

      先前的研究表明，在應(yīng)激時，PERK在調(diào)節(jié)線粒體功能的許多方面具有重要作用，包括預(yù)防畸變蛋白在ER應(yīng)激反應(yīng)中的線粒體積累。這項新研究表明，通過激活PERK來關(guān)閉蛋白質(zhì)的產(chǎn)生也會通過增加其長度來影響線粒體的形狀。已知線粒體形狀的變化會影響線粒體功能，這表明這是一種在ER應(yīng)激過程中適應(yīng)線粒體功能的機制。
      

      團隊的下一個問題是關(guān)閉和改造是否有助于或傷害細胞。線粒體的主要作用是為細胞產(chǎn)生能量，因此研究人員測量能量輸出，以了解線粒體在細胞經(jīng)歷ER應(yīng)激后的功能。
      

      他們發(fā)現(xiàn)，關(guān)閉蛋白質(zhì)生產(chǎn)和重塑線粒體確實有所作為。“我們能夠顯示出保護作用，線粒體能量產(chǎn)生受到線粒體長度增加的保護，”TSRI研究助理，該研究的共同第一作者Justine Lebeau博士說。
      

      研究人員懷疑，當(dāng)他們沒有時間制造一批保護性蛋白質(zhì)時，整個系統(tǒng)的進化使得細胞能夠非常快速地應(yīng)對壓力。
      

      “阻斷蛋白質(zhì)合成 - 通過調(diào)節(jié)線粒體形狀促進細胞能量水平 - 似乎是在較短時間內(nèi)對抗壓力的有效方法，”TSRI的研究生和該研究的共同第一作者Aparajita Madhavan說。
      

      Wiseman認為由衰老或突變引起的PERK敏感性/活化缺陷可能會阻礙線粒體的這種保護性調(diào)節(jié)。他說，PERK信號傳導(dǎo)的缺陷與許多疾病有關(guān)，這些疾病還包括線粒體功能障礙，如糖尿病，心臟病和神經(jīng)退行性疾病，如阿爾茨海默氏癥和帕金森病。他希望新工作可以指出一種方法來針對PERK信號傳導(dǎo)的這一方面來糾正導(dǎo)致疾病的線粒體缺陷。
      
			

			
        
      
			
      
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