Nature子刊揭示全新的信号传导机制

在生物学领域，自由基往往被视为万恶之源。实际上，自由基也是一种不可或缺的信号分子，在机体内控制着重要的功能。比利时Ghent大学的研究团队最近在线虫模型（秀丽隐杆线虫）中发现了一个能生成这种自由基信号的球蛋白。

　　

生物通报道： 在生物学领域，自由基往往被视为万恶之源，会损害DNA、RNA和蛋白质。由于这样的氧化损伤与衰老和癌症有关，不少人选择服用抗氧化剂来降低自由基的潜在危害。

实际上，自由基也是一种不可或缺的信号分子，在机体内控制着重要的功能。比利时Ghent大学的研究团队最近在线虫模型（秀丽隐杆线虫）中发现了一个能生成这种自由基信号的球蛋白。这项研究发表在十二月一日的Nature Communications杂志上。

我们最熟悉的一种球蛋白是血红蛋白，它们是高等生物血液中携带氧的运载工具，负责捕获肺部的氧气并将其输送给其他组织。Ghent大学的Sasha De Henau及其同事发现了另一种球蛋白。这种球蛋白不具备运输氧的功能，它们牢固连接在细胞膜上，把电子贡献给氧使其变成自由基（过氧化物）。这一过程发生在生殖细胞周围的组织中，那里有一种特殊的酶，能把过氧化物进一步转变为过氧化氢。过氧化氢是一种活性很强的化合物，常用于伤口消毒、牙齿漂白和头发漂白。（延伸阅读：Cell探讨自由基的“善恶”两面效应）

据介绍，线虫体内生成的过氧化氢浓度是无害的。在细胞膜的内外两侧，过氧化氢的生成速度并不相同，会建立起跨膜的过氧化氢梯度。这种过氧化氢梯度可以调控生殖细胞的生成。研究显示，上述自由基信号对于线虫是必不可少的。敲低新发现的球蛋白会导致动物无法生育。

这项研究首次发现了作为自由基生产者的球蛋白。此外，跨膜过氧化氢梯度的信号机制是生物学领域的一个全新概念。

人类是否也使用特殊球蛋白进行细胞间通讯呢？这是很有可能的。最近人们发现的人类球蛋白似乎并没有涉及氧运输，而是与细胞的信号传导有关。这些人类球蛋白可能也是自由基生产者，遵循同样的生物学原理。

科学家们很可能还会在线虫中获得更多意想不到的球蛋白发现。因为线虫基因组编码了33种球蛋白，大多数球蛋白的功能还是个未知数。

 

生物通编辑：叶予

生物通推荐原文：A redox signalling globin is essential for reproduction in Caenorhabditis elegans. Nature Communications