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一种以前未被发现的细胞废物运输途径

   

Human cell, animal cell. Medicine scientific, life and biology, molecular research DNA.

    

图像:人类细胞,动物细胞。医学科学、生命生物学、DNA分子研究。


一种以前未被发现的细胞废物运输途径可能对未来癌症和痴呆的治疗很重要。研究人员发现了细胞清除细胞废物的新途径,否则这些废物会损害细胞的基因。

新的运输途径通过细胞核膜,而细胞核膜通常保护我们的DNA。在这项研究中,研究人员强调,要增加通过细胞核细胞膜的废物小膜的流量。通过这种方式,研究人员展示了一种用于清除细胞废物的途径,否则这些废物会损害细胞的基因组。

“对细胞正常功能的了解对癌症和痴呆的治疗都很重要,” Johanna Höög说,她领导的这项研究现在发表在排名很高的科学杂志PNAS上。

“使用高分辨率电子显微镜,我们可以看到蛋白质的聚集是如何在小包膜中通过细胞核膜传送的。哥德堡大学化学和分子生物学系的博士生Dimitra Panagaki说,“我们一起描述了细胞废物管理中一个以前未知的运输途径。”

细胞不断地形成新的蛋白质

在细胞内,新的蛋白质不断形成,而其他的蛋白质被分解成它们的组成部分并循环利用。这对细胞的健康很重要,因为就像任何环境中废物的积累一样,受损的蛋白质也会变得有毒。

哥德堡大学(University of Gothenburg)博士生雅各布·克罗夫特(Jacob Croft)说:“通过细胞核膜的运输和细胞蛋白质质量控制之间的这种完全出乎意料的联系是我认为最有趣的。”

所有被研究物种细胞中普遍存在的现象

这项研究还检测了通过细胞核膜发送小包膜的现象有多普遍。研究人员可以证明,它发生在所有被研究的物种中,从小型单细胞寄生虫到人类细胞。

当研究人员用不同的方法对细胞施加压力时,比如把它们暴露在有害物质或高温下,更多的蛋白质折叠错误,研究人员发现废物通过细胞核膜运输的频率增加了。

 Johanna Höög说:“可能最重要的是,损坏的蛋白质从基因组中分离出来,在那里它们会导致突变,而突变又会导致更多的损坏蛋白质。”

这些废物会杀死细胞

细胞内废物管理功能不良会导致恶性循环,废物最终会杀死细胞。这种情况有时发生在阿尔茨海默氏症和其他形式的痴呆症患者的大脑中。

“另一方面,癌细胞比健康细胞产生更多的废物。这被用于一些化学疗法,阻止正常的细胞废物管理,导致癌细胞比正常细胞更快死亡,迫使癌症缓解,” Johanna Höög说。

新的癌症治疗方法可能

由于细胞的废物处理系统已经成为癌症治疗的重点,研究人员认为,发现一种未知的运输途径可能导致新的、更有效的癌症治疗。

当研究人员用一种化学物质来处理细胞,这种化学物质可以停止废物处理,如今已被用于癌症治疗时,废物通过细胞核膜的运输增加了。

“你可以说,我们封闭了细胞处理工厂的所有开口,即蛋白酶体。这导致细胞通过运输途径进行补偿并移除错误折叠的蛋白质,”Höög说。

“我们现在希望获得更多的研究资金,以研究这种细胞废物运输背后的分子机制,并更密切地观察癌症细胞中的现象。”

这项研究是哥德堡大学理学院、萨尔格伦斯卡学院和斯德哥尔摩大学温纳格伦研究所合作进行的。

链接到该研究:https://www.pnas.org/content/118/30/e2020997118/tab-article-info

原文检索:

DOI 10.1073 / pnas.2020997118

Nuclear envelope budding is a response to cellular stress


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