为什么细胞需要吃自己避免神经退行性疾病

我们的细胞是纵横交错的膜管系统和口袋称为内质网(ER)。生产至关重要的生物分子,不断建立和退化。退化,称为ER-phagy,由泛素的蛋白质,控制细胞中的许多过程。如果蛋白质参与ER-phagy是有缺陷的,神经退行性疾病的结果。这是由一个国际研究小组发现由法兰克福歌德大学(EMTHERA研究集群的一部分)和耶拿大学医院和发表在著名杂志《自然》上发表的两篇论文。

乱作一团的口袋、管子和sac-like膜结构贯穿人类的细胞,动物、植物和真菌:内质网,或简称为ER。呃,蛋白质制造,折叠成三维结构和修改,脂质和激素产生,细胞中钙离子浓度控制。此外,ER细胞运输系统的基础形式,提要错误折叠蛋白质细胞内处理和呈现毒素进入细胞无害。

鉴于其多个任务,不断重新塑造。这一过程被称为ER-phagy(约“ER self-digestion”)负责ER退化。涉及是一组信号接收蛋白质-受体负责膜ER的曲率,从而为其在细胞内多种形式。ER-phagy,在特定网站ER受体积累,增加膜曲率到了这样一种程度,因此,ER的一部分是绞窄,分解成其组成部分通过细胞循环结构(自噬小体)。

在细胞培养实验中,生物化学和分子生物学研究,并通过计算机模拟,伊凡Đikić教授领导的科研小组法兰克福歌德大学首先测试了膜受体FAM134B曲率和证明泛素促进和稳定的形成集群ER FAM134B蛋白质的膜。因此,泛素驱动ER-phagy。Đikić解释道:“泛素导致FAM134B集群变得更加稳定和ER在这些网站更突出。较强的膜曲率导致集群的进一步稳定和,此外,吸引额外的蛋白质膜曲率。所以泛素的影响是自我强化的。”The researchers were also able to detect cluster formation using super-high resolution microscopy.

Đikić继续:“实现这个函数,泛素变化的形状FAM134B蛋白质的一部分。这是另一个方面的泛素执行几乎令人难以置信的一系列任务使所有不同的细胞功能的工作。”

ER-phagy的重要性是由疾病造成了缺陷FAM134B蛋白质。基督教大教授领导的研究小组在耶拿大学医院之前确认FAM134B基因的突变导致一种非常罕见的遗传性感觉和自主神经病变(HSAN),感觉神经死亡。因此,病人无法正确感知疼痛和温度,这可能导致不正确的压力或伤害被忽视,发展成慢性伤口。在耶拿大学医院长期合作和法兰克福歌德大学FAM134B ER-phagy被认定为第一个受体。

在另一个膜曲率突变叫做ARL6IP1引起类似的神经退行性疾病的蛋白质相结合感官缺陷与腿部肌肉硬化(痉挛状态)。基督教的大领导的科研小组和伊万Đikić已经确定,ARL6IP1属于ER-phagy机械使用,也是在ER-phagy ubiquitinated。

基督教大解释说:“在老鼠不具备ARL6IP1蛋白,我们可以看到,ER几乎扩大和退化细胞的年龄。这导致错误折叠的蛋白质或蛋白质的积累,不再处理的细胞。结果,特别是神经细胞,不尽快恢复身体其他细胞,死,导致临床症状的患者和转基因小鼠的影响。我们从我们的数据,这两个假设膜受体FAM134B曲率和ARL6IP1形式混合集群在ER-phagy和相互依赖控制正常大小和ER的函数。额外的工作将被要求完全承认ER-phagy在神经元的作用以及在其他细胞类型。”

然而,总的来说,研究小组采取了决定性的一步理解ER-phagyĐikić相信:“我们现在更好地理解细胞如何控制功能,从而创造一些我们称之为细胞内稳态。在生物学中,这些知识允许奇妙洞察的令人难以置信的成就我们的细胞,对理解疾病的医学很重要,诊断在时间和帮助病人通过开发新疗法。”

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