Cell Rep:与严重学习障碍有关的基因控制细胞应激反应

【字体: 时间:2022年05月31日 来源:Cell Reports

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  杜克大学研究小组5月24日发表在《细胞报告》(Cell Reports)杂志上的一项研究表明,一种与人类严重学习障碍有关的基因在细胞对环境压力的反应中也发挥着至关重要的作用。Rad6基因此前被认为与一系列名为“纳西门托综合征”的症状有关,其中包括严重的学习障碍。

  
   

Superheroes of Cell Stress Response    

图片:就像细胞中的超级英雄一样,蛋白质Rad6(红色)和它的伙伴Uba1(蓝色)通过修改产生蛋白质的核糖体(紫色)来停止它们的维持程序来应对环境压力。这提高了细胞对抗压力的能力。

图片来源:杜克大学DINACHI OKONKWO

根据杜克大学5月24日发表在《细胞报告》杂志上的一项研究,一种与人类严重学习障碍相关的基因被发现在细胞对环境压力的反应中也起着至关重要的作用。

细胞受到可能损害它们的因素的压力,如极端温度、有毒物质或机械冲击。当这种情况发生时,它们会经历一系列被称为细胞应激反应的分子变化。

杜克大学生物学助理教授、这篇论文的资深作者古斯塔沃·席尔瓦说:“每个细胞,无论来自哪一种生物,总是暴露在环境中的有害物质中,它们必须一直处理这些物质。”“许多人类疾病是由于细胞无法应对这些攻击而引起的。”

在应激反应过程中,细胞暂停与正常家务管理活动相关的基因,并打开与危机模式相关的基因。就像房子被水淹了一样,他们放下窗户清洁剂,关掉电视,跑去关窗户,然后修补漏洞,打开水泵,如果需要的话,撕碎地毯,扔掉损坏得无法修复的家具。

在研究与细胞健康相关的机制和它们对压力的反应时,研究小组发现,在压力下,细胞内的一组蛋白质被修改了。他们深入研究后发现,这个过程的主要调节因子是一种名为Rad6的基因。

席尔瓦实验室的研究助理、该论文的主要作者瓦妮莎Sim?es说:“当有应激源时,细胞需要改变产生的蛋白质。”“Rad6进入并获得(蛋白质构建)核糖体,以改变它们的程序,并调整它们所生产的东西,以适应新的压力环境。”

Rad6不是随机的基因。在几乎所有的多细胞生物中都可以找到它,有时会用不同的名字。在人类中,它以与一系列称为“纳西门托综合征”的症状有关而闻名,其中包括严重的学习障碍。

纳西门托综合征,也被称为x相关智力残疾型纳西门托,仍然是一种了解甚少的疾病。它在2006年被官方描述,并倾向于在家庭中运行,这给了科学家关于它的遗传原因的早期线索。受影响的人有严重的学习障碍,典型的面部特征,宽间距的眼睛和下垂的鼻梁,以及一系列其他使人衰弱的症状。

和许多其他基因一样,Rad6不止做一件事。这是一个多功能的工具。通过发现一种与细胞健康密切相关的额外功能,Silva和他的团队为纳西门托综合征的谜团增添了一块新线索。

席尔瓦说:“这仍然是一个大问题,或者说这种基因突变究竟是如何导致人类出现如此严重的综合征的。”“我们的发现是令人兴奋的,因为Rad6可以作为一个模型,我们可以在其上进行基因操作,试图了解应对有害条件的问题如何与这种疾病的进展相联系。”

“如果我们对这种基因的工作原理有了更好的了解,我们实际上可以尝试干预它,帮助这些患者获得更好的结果。”他说。

但是,当细胞受到压力时,如何“观察”一个极小的蛋白质发生了什么呢?有相当多的团队合作。Sim?es和Silva与杜克生物化学系和普拉特工程学院的研究人员合作,收集他们所需的所有帮助。

Silva说:“我们使用了生物化学分析、细胞分析、蛋白质组学、分子建模、冷冻电子显微镜等一整套先进技术。”

“住在杜克大学这样的地方是件很酷的事,”他说。“我们很容易找到合作者和资源,就在这里,这真的增加了研究的影响和我们做更完整工作的能力。”

文章标题

Redox-Sensitive E2 1 Rad6 Controls Cellular Response to Oxidative Stress Via K63-Linked Ubiquitination of Ribosomes


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