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细胞压力过大使线粒体更长

2019-04-25 10:48:17 • 来源：

斯克里普斯研究所(TSRI)的科学家在细胞中发现了一种新途径，可以在压力期间促进线粒体功能，随着年龄的增长，这种反应能够预防疾病。

细胞压力过大使线粒体更长

为了应对压力，我们的细胞不会产生畸形蛋白，而是激活保护性通路，从而产生更加显着的反应 - 完全关闭蛋白质的产生。研究人员表明，伴随着这种关闭，细胞器的形状发生了奇怪的变化，称为线粒体，它负责产生细胞能量。线粒体开始像面条一样伸展，而不是看起来像小小的利马豆。

“仅仅几个小时的不制造蛋白质似乎就足以改造线粒体，他们可以保持这种状态数小时，”TSRI副教授，新研究的资深作者Luke Wiseman博士说。Cell Reports杂志。“这似乎是一种在压力早期阶段促进线粒体功能的保护性方法。”

这项新研究更深入地研究了称为未折叠蛋白反应(UPR)的细胞中的应激反应途径。普遍定期审议有几个“分支”，调节不同的细胞功能。Wiseman实验室专注于称为内质网(ER)的细胞区间的应力如何影响线粒体的形状和功能。

该响应中的一个重要参与者是UPR的传感器/发起者，称为PERK。Wiseman将PERK分支描述为一种精细调整的信号通路。如果没有足够的PERK信号传导，线粒体可能会在压力时变得混乱并显着挑战细胞功能。但如果这种途径过度激活，细胞会自我毁灭。

然而，随着年龄的增长，系统难以保持这种平衡。Wiseman说：“当你年纪大了，小问题就会成为更大的问题，因为PERK途径的反应并不好。”

先前的研究表明，在应激时，PERK在调节线粒体功能的许多方面具有重要作用，包括预防畸变蛋白在ER应激反应中的线粒体积累。这项新研究表明，通过激活PERK来关闭蛋白质的产生也会通过增加其长度来影响线粒体的形状。已知线粒体形状的变化会影响线粒体功能，这表明这是一种在ER应激过程中适应线粒体功能的机制。

团队的下一个问题是关闭和改造是否有助于或伤害细胞。线粒体的主要作用是为细胞产生能量，因此研究人员测量能量输出，以了解线粒体在细胞经历ER应激后的功能。

他们发现，关闭蛋白质生产和重塑线粒体确实有所作为。“我们能够显示出保护作用，线粒体能量产生受到线粒体长度增加的保护，”TSRI研究助理，该研究的共同第一作者Justine Lebeau博士说。

研究人员怀疑，当他们没有时间制造一批保护性蛋白质时，整个系统的进化使得细胞能够非常快速地应对压力。

“阻断蛋白质合成 - 通过调节线粒体形状促进细胞能量水平 - 似乎是在较短时间内对抗压力的有效方法，”TSRI的研究生和该研究的共同第一作者Aparajita Madhavan说。

Wiseman认为由衰老或突变引起的PERK敏感性/活化缺陷可能会阻碍线粒体的这种保护性调节。他说，PERK信号传导的缺陷与许多疾病有关，这些疾病还包括线粒体功能障碍，如糖尿病，心脏病和神经退行性疾病，如阿尔茨海默氏症和帕金森病。他希望新工作可以指出一种方法来针对PERK信号传导的这一方面来纠正导致疾病的线粒体缺陷。

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