一个蛋白掌管着压力、免疫和寿命反应

　　科学家们发现了一种机制，可以改变应激反应途径，控制线虫天然免疫和寿命。

　　这是一种名为未折叠蛋白反应（UPR）的应激反应机制，将帮助研究人员了解保护细胞、增强免疫力和延长寿命的过程。

　　生物体应对环境不断变化和挑战的能力在于它们活化应激反应的能力。受压力影响的最重要的生物成分之一是线粒体，即我们的能量生产工厂。动物通过激活UPR（一个监控线粒体功能和信号入核的监控程序）来应对线粒体应激，UPR的某些组成部分已经被识别出来了，但其具体的控制方式仍不清楚。

　　“我们以前确定了对激活线粒体应激反应很重要的基因，”文章一作、北京大学分子医学研究所研究生Kaiyu Gao说。“其中包括ulp-4基因，它编码一种酶，能从蛋白质中去除一个名为SUMO的分子，从而显著影响其功能。在这项研究中，我们开始研究ulp-4酶是否是应激反应所必需的，以及它是否通过去除SUMO影响这种反应。”

　　研究小组首先阻断线虫ulp-4基因活性，然后观察UPR反应。结果确实阻止了线粒体的应激反应，而不是细胞其他部位的应激反应。当他们为ulp-4缺陷线虫补回高水平ulp-4后，动物能够激活线粒体应激反应，表明ulp-4对UPR是必要的。

　　接下来，他们研究了ULP-4如何影响线粒体UPR，通过在酵母细胞中进行蛋白质结合实验，确定了两种与ULP-4相互作用的分子，即DVE-1和ATFS-1。两种分子都有特定的位置添加SUMO基团，所以下一个问题是，ULP-4是否参与了SUMO基团移除从而影响UPR。

　　研究小组发现，ULP-4可以将SUMO基团从DVE-1上移除，在线虫体内这种情况也发生在ATFS-1身上。

　　最后，研究人员研究了ULP-4如何影响线虫寿命和面对压力的恢复力，缺乏ULP-4的线虫在感染假单胞菌后，免疫反应受到抑制，生存率受到损害。在压力条件下，ULP-4缺乏（通过突变DVE-1或ATFS-1阻止SUMO基团添加）会显著缩短寿命。

刘颖 研究员

　　“我们已经确定了线粒体应激期间促进免疫反应和延长寿命的蛋白质修饰，”北京大学分子医学研究所助理教授、本文通讯作者Ying Liu说。“在线粒体质量控制过程中，SUMO基团加入是否还会影响其他蛋白，这值得探讨。由于人类体内存在UPR和ULP-4，因此，针对SUMO活性的研究可能成为线粒体疾病或衰老相关疾病的潜在治疗靶点。”