Cell：蛋白質(zhì)的生命，愈老彌堅

2016年10月11日訊 一些蛋白行為異乎尋常：越“老”，生命周期越長，來自德國Max Delbrück分子醫(yī)學中心（MDC）的研究人員發(fā)現(xiàn)這個近乎悖論的規(guī)律，他們追蹤了mRNA翻譯成編碼蛋白過程中出現(xiàn)的上千個分子的生命周期，為揭示某些基因多余拷貝相關(guān)疾病提出了新觀點。

這一研究成果公布在10月6日Cell雜志在線版上，由國際研究小組合作完成，領(lǐng)導研究的是MDC的Matthias Selbach 教授，Selbach 教授致力于細胞如何控制蛋白質(zhì)合成，他利用脈沖穩(wěn)定同位素標記（pSILAC）技術(shù)揭示了microRNA在細胞蛋白質(zhì)合成中的至關(guān)重要的作用，由此獲得了analytica Research獎。

從蛋白的整個生命周期來看，它具有許多不同的任務(wù)，并最終會通過一種有序的方式被降解。科學家們認為年輕的蛋白和年老的蛋白具有相關(guān)的降解風險，但這只適用于大部分的蛋白，還有大約十分之一的蛋白并不遵從這一規(guī)律，它們一旦達到了某個年齡階段，就會一直存活下來，異常穩(wěn)定。

在這項研究中，MDC，馬普研究院等處的研究人員通過質(zhì)譜分析方法追蹤了人和小鼠培養(yǎng)細胞中的蛋白生命周期，質(zhì)譜技術(shù)幫助他們觀察不同時間里特殊分子的生成和定位，從而研究人員發(fā)現(xiàn)細胞最初會生成過量數(shù)目的多種蛋白，然后大部分蛋白立即被降解了，剩余的保存下來，并長期穩(wěn)定發(fā)揮作用。

這解釋了一個基因有多個拷貝，但為何不會像科學家們原本認為的出現(xiàn)多個拷貝的蛋白。比如說三體綜合征--機體出現(xiàn)三個染色體拷貝，正常情況下只有兩個，這種疾病的患者會過量表達染色體上基因的編碼蛋白，這通常會導致失衡，和細胞內(nèi)部壓力。

然而對于這些新發(fā)現(xiàn)的長壽蛋白，細胞能通過早期蛋白的降解，保持平衡?！艾F(xiàn)在我們能更好的理解基因生產(chǎn)‘劑量’或比率，與編碼蛋白產(chǎn)量之間的關(guān)聯(lián)了，”文章通訊作者Selbach教授說。

大多數(shù)情況下，三體會導致生物機體在出生前就死亡了，但也有一些極端情況，比如唐氏綜合癥（21染色體有三個拷貝），這引發(fā)的后果沒有那么嚴重?？茖W家們目前還不清楚為何不同的染色體出現(xiàn)三體情況會有不同的結(jié)果，但這有可能是由于某些影響染色體的蛋白的生命周期，因此Selbach教授接下來將進行這一方面的研究，“我們現(xiàn)在正在分析異常遺傳組成中的其它細胞，希望能更深入了解多個基因片段的影響?！?/p>

編輯點評：

長壽蛋白并不是個新鮮名詞，幾年前Martin Hetzer等人就在細胞核中發(fā)現(xiàn)了一些長壽的蛋白質(zhì)，2013年其研究組在Cell雜志上發(fā)表封面文章，報道了大腦中的一個能夠存在更長的時間，甚至超過一年的小蛋白質(zhì)亞群。

他們認為蛋白質(zhì)的壽命可能是影響細胞衰老的一個重要因素。鑒別出所有的長壽蛋白質(zhì)，使得我們將研究的焦點放在了這些特異的蛋白質(zhì)上，它們有可能是老化蛋白質(zhì)組中最薄弱的環(huán)節(jié)。解析“長壽”蛋白質(zhì)組。

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