发布时间:2013-10-14 15:21 原文链接: Nature:蛋白质内稳态走向全面

  Morimoto和同事试图确定秀丽隐杆线虫中的一个组织中的扰动对邻近组织中的热休克反应的激活具有一种影响。为了实现这一目的,他们研究了一种温度敏感突变体肌球蛋白重链B(UNC-54,一种秀丽隐杆线虫HSP90同族体的肌肉特定介质蛋白)的表达效果。相比于野生型,HSP90 mRNA的水平在突变的秀丽隐杆线虫中增加了两倍,有趣的是,HSP90 mRNA的水平在没有表达UNC-54,例如肠道,的组织中也增加了,表明了一种系统性的响应。与此相一致的是,通过促进UNC-54折叠和肌肉功能,在肠道或神经细胞中HSP90增加的表达抑制了UNC-54突变体中的肌肉退化,类似于肌肉特定HSP90表达。

  显而易见的是,HSP90增加的组织特定表达通过阻止主HSR转录调节热休克转录因子1(HSF-1)的活化抑制了系统的HSR。实际上,在许多组织中,HSP90-过度表达的秀丽隐杆线虫表现出了另一个分子伴侣HSP70的秀丽隐杆线虫同族体的减少表达,这是抑制HSR的一个指示。此外,在一个特定组织(例如,体壁肌肉)中减少HSP90水平诱发了HSP70在类似组织以及在其他末梢组织(例如,肠道和咽喉)中的上调。因此,HSP90水平在一个组织中的不平衡激活了一种系统响应,从而调节了整个有机体中的HSR。

  Taylor和Dillin聚焦于未折叠蛋白反应(UPR),它在内质网(ER)错误折叠蛋白质存在时被激活,并随着年龄的增加而衰减。在调查是否恢复UPR能够提高生命周期时,他们发现,UPR蛋白质X框绑定蛋白1(XBP-1)在神经细胞中的表达导致UPR激活不但发生在这一组织中,同时还发生在肠道中。此外,随着XBP-1的敲除或肌糖需求蛋白质1(IRE-1;另一种UPR成分)突变体废除了非细胞自发UPR激活,伴随神经细胞XBP-1激活的UPR在肠道中的激活需要一个完整无损的肠道细胞UPR。显而易见的是,UPR的非细胞自发激活促进了抗逆性以及在秀丽隐杆线虫中延长了寿命。

  那么,这一信息是如何在细胞类型中传播的呢?Morimoto和同事发现,HSP90非细胞自发表达依赖于蛋白质内稳态蛋白PHA-4(缺陷咽喉发育4):PHA-4活性在组织经历了一种不平衡的蛋白质内稳态网络(HSP90的水平增加)时增加了,后者影响到末梢组织中的PHA-4活性(但不包括其表达),导致了一个HSP90在多组织中的协调表达以及随后的HSR抑制。更多的研究如今被用来阐明这一细胞间分子伴侣信号通道的分子细节。

  Taylor和Dillin假设,一个神经内分泌系统可能与从神经细胞向肠道传递UPR状态的信息有关。事实上,携带了神经传导物质的UNC-13 突变——导致了SCV的有缺陷释放——导致了UPR在肠道中活性的减少;神经递质的身份依然有待确定。此外,UNC-13是源自非细胞自发UPR激活的抗逆性以及寿命延长所必需的。

  总之,这两项研究提供了蛋白质内稳态的系统调节证据,前者据推测确保了整个有机体免遭蛋白毒性压力的侵袭。

相关文章

研究揭示叶绿体蛋白转运马达新功能

叶绿体是植物进行光合作用的细胞器。正常发育过程受到核基因组和叶绿体基因组在多个层次的协同调控。核质互作的分子机理是叶绿体生物发生的核心科学问题之一。光合膜蛋白复合体的反应中心亚基通常由叶绿体基因编码,......

复旦大学650万元采购一套超高分辨率蛋白生物药质谱

复旦大学超高分辨率蛋白生物药质谱分析系统采购国际招标招标项目的潜在投标人应在通过复旦大学采购与招标管理系统(以下简称电子采购平台,网址为:https://czzx.fudan.edu.cn)在线获取招......

第六篇Science,复旦上医团队系统描绘转录起始连续动态全过程

2023年12月22日,复旦上医徐彦辉团队在《科学》(Science)杂志上在线发表题为“Structuralvisualizationoftranscriptioninitiationinactio......

揭示新的药物靶点:KRAS蛋白的构象控制位点

控制KRAS:揭示关键癌症蛋白的变构位点研究人员在基因组调控中心和威康萨克研究所利用深度突变扫描技术全面识别了蛋白质KRAS中的变构控制位点,该蛋白质是许多类型的癌症中最常见的突变基因之一。科学家们使......

揭示帕金森病中蛋白聚集的秘密:NEMO蛋白的关键作用

神经退行性疾病,如帕金森病或阿尔茨海默病,与大脑中蛋白质聚集的沉积有关。当细胞废物清除系统存在缺陷或超负荷时,这些聚集物会积累。一种主要与免疫系统信号传导过程相关的蛋白质NEMO可以防止帕金森病中发生......

学者同聚北师大,Urimarker2023共讨新发展

——第三届尿液生物标志物学术研讨会(Urimarker2023)顺利召开11月4日-11月5日,第三届尿液生物标志物学术研讨会(Urimarker2023)于北京师范大学圆满落幕。本次研讨会采用线上线......

Nature:通过全球宏基因组分析,将已知的蛋白家族数量翻倍

想象一下,科学家们用手电筒探索一个黑暗的房间,却只能清楚地辨认出光束范围内的东西。说到微生物群落,他们历来无法看到光束之外的东西---更糟糕的是,他们甚至不知道这个房间有多大。在一项新的研究中,来自美......

Science:新研究揭示短串联重复序列如何影响基因表达

几十年来,科学家们已经知道,“垃圾DNA(junkDNA)”实际上起着至关重要的作用:尽管基因组中的蛋白编码基因提供了构建蛋白的蓝图,但是基因组中的一些非编码部分,包括以前被认为是“垃圾DNA”的基因......

植物叶绿体蛋白,治疗亨廷顿症等蛋白质病的新希望

德国科隆大学的研究人员在NatureAging期刊发表了题为:InplantaexpressionofhumanpolyQ-expandedhuntingtinfragmentrevealsmecha......

研究人员预测和设计揭示无序蛋白结构域的靶标识别机制

中国科大刘海燕教授、陈泉教授课题组与复旦大学王文宁教授合作,采用蛋白质结构预测、序列设计等计算手段与蛋白质互补分析和深度突变扫描、X射线晶体学、NMR等实验结合的方法,揭示了固有无序的4.1G蛋白C端......