由細(xì)胞饑餓調(diào)節(jié)的新蛋白質(zhì)

基礎(chǔ)科學(xué)研究所(IBS)基因組完整性中心的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種參與DNA修復(fù)機(jī)制的蛋白質(zhì)的意外作用。蛋白質(zhì)SHPRH不僅有助于修復(fù)DNA復(fù)制過(guò)程中產(chǎn)生的錯(cuò)誤，而且還有助于新核糖體的產(chǎn)生，這是細(xì)胞的“蛋白質(zhì)工廠”。新發(fā)現(xiàn)的任務(wù)取決于細(xì)胞的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)，可能與衰老和貧血有關(guān)。該研究最近發(fā)表在美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊(PNAS)上。

“一些修復(fù)受損DNA的蛋白質(zhì)是由細(xì)胞大量產(chǎn)生的，即使沒(méi)有DNA錯(cuò)誤需要糾正，”該研究的相應(yīng)作者M(jìn)YUNG Kyungjae解釋道。“因此，我們認(rèn)為這種蛋白質(zhì)可能會(huì)在DNA修復(fù)之外發(fā)揮另一種作用。”事實(shí)證明，SHPRH加入了具有多種功能的蛋白質(zhì)類別。

關(guān)于SHPRH的額外功能的線索來(lái)自它在細(xì)胞中的位置。IBS研究人員確定了SHRPH在哺乳動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)定位的位置。他們發(fā)現(xiàn)SHPRH位于細(xì)胞核內(nèi)，特別是細(xì)胞核中制造核糖體的部分，稱為核仁。

有趣的是，當(dāng)多天沒(méi)有向細(xì)胞中添加新?tīng)I(yíng)養(yǎng)素時(shí)，出現(xiàn)了SHPRH簇。這引發(fā)了在細(xì)胞饑餓期間測(cè)試SHPRH行為的想法。正如預(yù)期的那樣，研究小組發(fā)現(xiàn)，在實(shí)驗(yàn)中生長(zhǎng)細(xì)胞而沒(méi)有養(yǎng)分的兩小時(shí)后，出現(xiàn)了SHPRH簇(或焦點(diǎn))，當(dāng)添加營(yíng)養(yǎng)素時(shí)，它們又消失了。

由于核仁是核糖體的生產(chǎn)地點(diǎn)，IBS科學(xué)家研究了SHPRH在核糖體合成中的作用，并澄清了SHPRH在哺乳動(dòng)物中的第二個(gè)功能與核糖體的必需成分rRNA的轉(zhuǎn)錄有關(guān)。“DNA修復(fù)蛋白通常與生長(zhǎng)功能有關(guān)。例如，細(xì)胞增殖的速度取決于蛋白質(zhì)合成的速率，這是由核糖體和rRNA調(diào)節(jié)的，”該研究的第一作者LEE Deokjae指出。。由于核糖體生物發(fā)生的缺陷與幾種代謝問(wèn)題有關(guān);衰老，貧血和癌癥，研究這些蛋白質(zhì)是非常有前途的。“當(dāng)細(xì)胞缺乏營(yíng)養(yǎng)時(shí)，它們無(wú)法正常生長(zhǎng)，它們會(huì)減緩能量消耗并減少核糖體的產(chǎn)生。

在細(xì)胞饑餓的情況下，SHPRH聚集在病灶中并與核糖體DNA分離，核糖體DNA以所謂的“平衡”狀態(tài)包裝，一旦細(xì)胞具有足夠的營(yíng)養(yǎng)，就準(zhǔn)備好活躍。因此，如果在饑餓期間添加營(yíng)養(yǎng)素，則SHPRH斑點(diǎn)消失并且核糖體產(chǎn)生可以快速恢復(fù)。

“我們還沒(méi)有澄清這些SHPRH焦點(diǎn)的確切作用，”Lee說(shuō)。“它們只是一個(gè)不必要蛋白質(zhì)的臨時(shí)垃圾箱嗎?它們是否與衰老相關(guān)?我們?nèi)匀徊恢?，但我們有幾個(gè)假設(shè)。未來(lái)的實(shí)驗(yàn)將證明。”

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