新的理解细胞代谢反应的压力

科学家经常扮演侦探,拼凑线索似乎毫无意义但一起破解案件。教授鲁本肖花了近二十年拼凑线索理解细胞代谢反应压力,这发生在细胞能量水平下降。能级是否下降,因为细胞的强国(线粒体)失败或由于缺乏必要的能量制供应,响应是一样的:摆脱受损的线粒体,并产生新的问题。

现在,在一项研究发表在科学2023年4月20日,肖和团队侦破了案件在这过程中移除和替换。事实证明一种叫做FNIP1是关键的蛋白质之间的联系一个细胞传感低能量水平和消除和替换受损线粒体。

“这是最后一个拼图,连接几十年的来自世界各地的实验室研究。它解决了一个最后的神秘信号如何让新的线粒体与原始信号能量水平很低,“肖说,资深作者和沙克的癌症中心主任。“这一发现FNIP1代谢应激反应的核心将帮助我们理解健康老化,癌症肿瘤,神经退行性疾病,所以更多。这是一个基本的细胞过程,关系到许多疾病,并将在未来几年的教科书。”

近15年前,肖的实验室发现酶AMPK负责开始移除受损的线粒体的过程。之后,团队显示这个删除过程的一部分细胞受损的线粒体分解成数以百计的碎片,然后将这些碎片整理删除损坏的部件和重新的功能部分。但问题remained-how是损坏的修复强国连接到信号开始从头开始制造新的强国呢?

线粒体受损时,或者当糖(葡萄糖)或细胞含氧量下降,能量水平迅速下降。小能量下降10%后,AMPK触发。AMPK与另一个蛋白质,称为TFEB,指导基因使1)溶酶体(细胞回收中心)移除受损的线粒体,线粒体和2)替换。但AMPK和TFEB沟通如何还不清楚。

当一个新的怀疑,FNIP1,加入代谢压力神秘,答案终于触手可及。FNIP1 AMPK的是最近发现的蛋白质,TFEB FNIP1三重奏。多年来,研究人员只能连接FNIP1 AMPK,因此认为这可能是一个一次性的线索或红herring-instead,侦破了案件的线索。

“很多年前,我们怀疑AMPK-TFEB FNIP1蛋白可能是重要的沟通导致线粒体合成和替换在细胞代谢压力,但我们不知道如何FNIP1也参与其中,”第一作者Nazma Malik说,肖的实验室博士后。”如果正确,这一发现将最后链接AMPK和TFEB,这将丰富我们的理解新陈代谢和细胞沟通和提供治疗的新目标。”

确定FNIP1失踪AMPK和TFEB之间的联系,研究人员将改变人类肾脏细胞与人类肾脏细胞的两种改变:一个完全缺乏AMPK,另一个只缺少FNIP1, AMPK会谈的特定部分。研究团队发现FNIP1 AMPK信号,然后打开门让TFEB进入细胞的细胞核。没有FNIP1接收信号从AMPK, TFEB仍困在核外,整个过程分解和替换受损线粒体是不可能的。没有这个健壮的代谢反应压力,我们bodies-along许多植物和动物的细胞也依靠mitochondria-would无法有效的功能。

“看这个项目的发展在过去的15年里一直是一个有益的经验,”肖说,威廉·r·布罗迪持有人的椅子上。“我骄傲我专用的,才华横溢的团队,我迫不及待地想看到这不朽的发现将如何影响未来研究索尔克。”

参考:马利克N,费雷拉BI, Hollstein PE、et al .感应的溶酶体和线粒体生物起源AMPK FNIP1磷酸化。科学。2023,380 (6642):eabj5559。doi:10.1126 / science.abj5559

本文从以下转载材料。注:材料可能是长度和内容的编辑。为进一步的信息,请联系引用源。