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为探究 EMC 功能机制，研究人员以裂殖酵母为模型，发现 EMC 通过调控 Lam6/Ltc1 影响膜流动性和蛋白生成，意义重大。
在细胞的微观世界里，内质网膜蛋白复合体（Endoplasmic Reticulum Membrane Protein Complex，EMC）就像一个神秘的 “幕后操纵者”，它与多种细胞活动息息相关。在人类细胞中，EMC 功能异常会引发内质网应激，还会打乱脂质运输和稳态，甚至影响细胞器之间的连接。然而，一直以来，EMC 与这些复杂细胞后果之间的内在联系，如同隐藏在迷雾之中，让科研人员难以捉摸。解开 EMC 与改变其客户蛋白所带来的多方面细胞后果之间的关系，成为了生命科学领域的一项艰巨挑战。为了拨开这层迷雾，来自西班牙 Centro Andaluz de Biolog?′a del Desarrollo 的研究人员 Modesto Berraquero、V?′ctor A. Tallada 和 Juan Jimenez 开展了深入研究，相关成果发表在《iScience》杂志上。
研究人员采用了多种关键技术方法。在基因研究方面，运用基因标签和遗传学分析技术，对相关基因进行标记和分析，以探究基因的功能和相互作用。利用荧光显微镜技术，观察细胞内各种蛋白的定位和动态变化，直观地了解细胞内部的微观世界。通过 mtDNA qPCR 技术，精确测定线粒体 DNA（mtDNA）的拷贝数，分析其变化情况。运用薄层层析（TLC）技术，对 ergosterol 的含量进行定量分析，从而深入研究其代谢变化。
研究结果如下：
- 确定 Oca3/Emc2 为 EMC2 的同源基因：研究人员通过序列相似性预测，并进行实验验证，发现 oca3 基因编码的 Oca3 蛋白与真核生物 EMC2 亚基同源。敲除 oca3 基因会导致细胞出现冷敏感表型，影响 EMC 复合物的组装，表明该基因对 EMC 功能至关重要。
- EMC 缺乏导致线粒体功能障碍：敲除 Oca3/Emc2 后，细胞在低温下生长严重受阻。研究发现，突变细胞的线粒体 DNA（mtDNA）出现聚集，拷贝数减少，线粒体结构发生改变，变得更加浓缩，同时细胞内活性氧物质（ROS）积累增加。这一系列结果表明，EMC 对 mtDNA 的稳定性以及线粒体的正常结构和功能起着不可或缺的作用。
- Oca3/Emc2 缺失影响 ER - 线粒体连接因子的生物合成：在 oca3Δ 细胞中，研究人员观察到线粒体与内质网的连接出现异常，线粒体聚集，且 ER - 线粒体连接因子 Ltc1 和 ERMES 亚基 Mdm34 的定位发生改变。Ltc1 的定位完全依赖于 EMC 的活性，而 EMC 功能异常会干扰 ERMES 组件的组装，这表明 EMC 可能通过促进 ERMES 的折叠和插入以及协助 Ltc1 的生物合成，参与 ER - 线粒体的连接过程。
- EMC 通过协助 Ltc1 生物合成调节 ergosterol 稳态：研究发现，EMC 功能缺失会导致细胞内 ergosterol 含量显著增加。通过多种实验方法，如 TLC 分析、荧光定量和生理测定等，证实了这一结果。同时，研究人员还发现，Ltc1 的定位和功能依赖于 EMC，EMC 通过调节 Ltc1 的生物合成来调控 ergosterol 的稳态，而 ergosterol 的过度积累会影响细胞的生长和线粒体功能。
- 膜流化可挽救 EMC 缺陷细胞的功能：研究人员发现，膜流化剂（如乙醇、Tween 20 等）能够部分挽救 EMC 缺陷细胞的冷敏感生长表型，恢复线粒体的正常结构和功能。通过荧光恢复实验（FRAP）测定，发现 Tween 20 能够增加细胞膜的流动性，降低未折叠蛋白反应（UPR）信号，这表明非最佳的膜流动性是 EMC 缺陷细胞出现多种缺陷的重要原因，而 EMC 在维持膜流动性稳态方面起着关键作用。
- 膜刚性阻碍 ER 膜蛋白折叠：在 EMC 缺陷细胞中，研究人员观察到 ER 膜蛋白的折叠受到影响，未折叠蛋白反应（UPR）信号增强。Tween 20 和 ketoconazole 能够降低 UPR 信号，但仍有部分未折叠蛋白需要 EMC 的直接协助才能正确折叠。此外，研究还发现，Ltc1 的过表达并不能挽救 oca3Δ 细胞的冷敏感生长表型，这表明 Ltc1 需要 EMC 的活性来发挥作用，且与膜流动性无关。
研究结论与讨论部分指出，EMC 功能缺失导致的多种表型缺陷主要源于 surplus ergosterol 引起的非最佳膜流动性。EMC 通过协助 Ltc1 的生物合成，调节 ergosterol 的稳态，进而维持细胞膜的流动性。在 EMC 缺陷细胞中，未折叠的 Ltc1 会被转运到线粒体基质，导致线粒体应激和功能障碍。而膜流化剂 Tween 20 能够改善这些细胞的功能，这为治疗与 EMC 相关的疾病提供了新的思路。虽然目前通过药物调节膜流动性的方法尚未得到充分利用，但该研究结果表明，Tween 20 的流化作用或许能为克服与蛋白质稳态相关的人类缺陷带来新的希望，为治疗神经退行性疾病和 EMC 相关疾病开辟新的方向。不过，研究也存在一定的局限性，构建和表达不依赖 EMC 的 Ltc1 形式，或许能更准确地评估 Ltc1 生物合成对线粒体和生长缺陷的直接影响。总的来说，这项研究为深入理解 EMC 的功能机制以及相关疾病的治疗提供了重要的理论依据 。
