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PLoSBiology美科学家蛋白质质量

发布时间:2019-10-12 20:07:33 编辑:笔名

PLoS Biology:美科学家蛋白质质量控制机制对抗蛋白质积聚引起的疾病

美国约翰霍普金斯大学Bloomberg公共卫生学院的研究人员,在四月二日的《PLoS biology》杂志上描述了这一研究成果。他们表示,这一发现,进一步阐述了一个细胞的蛋白质质量控制机制是如何运转的,有一天我们可以利该系统去对抗细胞中蛋白质积聚引起的疾病。为了发挥正常功能,蛋白质必须呈现其正确的三维形状,这一过程称为蛋白质折叠。研究人员很早就知道,太多错误折叠的蛋白质与神经毒性有关。本研究负责人、约翰霍普金斯大学医学院神经科学系、Bloomberg公共卫生学院生物化学与分子生物学系助理教授Jiou Wang博士指出:“在健康细胞中,有一个正常的过程,可摆脱损坏的蛋白质或修复它们。如果这一平衡被打乱,细胞将面对错误折叠蛋白的积累,最终可能导致疾病。我们认为,我们的这一发现很重要,因为它有助于我们了解‘我们或许可以通过改变一个细胞,来抵御错误折叠蛋白的负担’。如果这可以延伸至人类,可能就具有治疗价值。” Wang和他的团队在秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)中开始了他们的研究。研究人员以线虫为研究对象,是因为它们有着简单的中枢神经系统,使我们能够在较短的期限内,分析成千上万不同的基因是如何表现的。他们选取了一个编码ALS(也被称为葛雷克氏症,一种令人衰弱的疾病,攻击大脑和负责运动的神经元)的基因,并将其插入到线虫的这些神经元中。 正如预期的那样,该基因可致使线虫神经元中蛋白质发生错误折叠,使神经元控制运动的能力大大降低。然后,研究人员虫中随机灭活了其他基因,并检测这样是否能改善它们的运动能力。在几个罕见的例子中,线虫的机动性动得以提高。这带领研究人员进一步发现,当两个基因——ufd-2和spr-5被关闭时,有更少的错误折叠蛋白质,从而降低了对运动的不利影响。 研究人员在人类细胞中重复了他们的实验,当ufd-2和spr-5基因的人类版本被关闭时,出现了同样的结果。然后研究人员确定,p53——一个被充分研究的抑癌基因,参与调节这两个基因(在人类中被称为UBE4B和LSD1)开启和关闭的时间。p53介导的通路,已知参与细胞如何响应DNA损伤,当存在大量损伤蛋白时,它就开始采取行动。 Wang实验室的博士后研究人员、本文共同作者Goran Periz说:“这项研究告诉我们,可能有一个主开关控制着DNA损伤和蛋白质损伤。当p53参与时,它作为质量控制机制的一部分,在错误折叠蛋白造成永久性损害之前,有助于将它们从细胞内清除。” Wang表示,在未来,这些发现可以帮助研究人员找到一种方法,来治疗神经退行性疾病(目前不能治愈)。他说:“现在我们想知道,我们可以通过对细胞做出那些改变,来改善现状。”

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