系統(tǒng)生物學研究發(fā)現(xiàn)隨著年齡增長變得更加穩(wěn)定的蛋白質

有些蛋白質表現(xiàn)得很不尋常：它們越老，它們的預期壽命就越長。亥姆霍茲聯(lián)合會(MDC)MaxDelbrück中心的一個研究小組現(xiàn)已在Cell雜志上發(fā)表了這一自相矛盾的發(fā)現(xiàn)。他們的工作追蹤了數(shù)千種分子的生命周期，從mRNA轉錄本的翻譯到處理它們編碼的蛋白質。結果與某些基因有剩余拷貝的疾病有關。

在他們的一生中，蛋白質具有過多的不同任務，并最終以有序的方式處理?？茖W家們認為年輕和年老的蛋白質都有同樣的退化風險。雖然對于大多數(shù)蛋白質來說都是如此，但大約十分之一的蛋白質表現(xiàn)不那樣。一旦這些特殊蛋白質達到特定年齡，它們就會保持異常穩(wěn)定并且比預期的壽命更長。

這是由MDC的Matthias Selbach教授和柏林Charité-Universitätsmedizin教授領導的著名期刊Cell的國際研究團隊的驚人發(fā)現(xiàn)。研究人員與馬克斯普朗克膠體與界面研究所和其他實驗室的合作伙伴合作，追蹤了數(shù)千種蛋白質從合成到處理的生命周期。

研究人員用一種稱為質譜的方法跟蹤蛋白質在人類和小鼠細胞培養(yǎng)物中的生命周期，使他們能夠觀察特定分子隨時間的產(chǎn)生和處置。測量結果顯示細胞最初產(chǎn)生過量的某些類型的蛋白質，其中大部分蛋白質立即降解。那些剩下的東西在異常長的時期內變得穩(wěn)定。

這可以解釋為什么基因的額外拷貝不會像科學家通常所期望的那樣自動產(chǎn)生更多的蛋白質拷貝。例如，在三體性的情況下，生物體具有三個染色體拷貝而不是兩個拷貝，通常導致由該染色體上的基因編碼的蛋白質的過量產(chǎn)生。這通常會造成不平衡，并導致細胞內部不平衡和壓力。

然而，對于具有新發(fā)現(xiàn)的壽命的蛋白質，當存在太多的蛋白質時，通過簡單地早期分解蛋白質的拷貝，細胞可以維持平衡。“我們現(xiàn)在能夠更好地解釋'劑量'或基因生產(chǎn)率與其編碼蛋白質產(chǎn)生量之間的關系，”首席研究員Matthias Selbach教授解釋道。

大多數(shù)三體病例導致生物體在出生前死亡。但在極端情況下，人類含有三個21號染色體拷貝(21號三體性，唐氏綜合癥的原因)，后果不太嚴重。不同染色體的三體性導致這種多樣性影響的原因尚不清楚，但這可能是由于受影響染色體上編碼的某些蛋白質的生命周期。因此，塞爾巴赫熱衷于進一步研究后續(xù)研究。“我們現(xiàn)在正在尋找具有異常基因組成的其他細胞，以便提高我們對倍增基因片段后果的理解，”他說。

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