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系统生物学研究发现随着年龄增长变得更加稳定的蛋白质

2019-01-12 11:29:26 • 来源：

有些蛋白质表现得很不寻常：它们越老，它们的预期寿命就越长。亥姆霍兹联合会(MDC)MaxDelbrück中心的一个研究小组现已在Cell杂志上发表了这一自相矛盾的发现。他们的工作追踪了数千种分子的生命周期，从mRNA转录本的翻译到处理它们编码的蛋白质。结果与某些基因有剩余拷贝的疾病有关。

系统生物学研究发现随着年龄增长变得更加稳定的蛋白质

在他们的一生中，蛋白质具有过多的不同任务，并最终以有序的方式处理。科学家们认为年轻和年老的蛋白质都有同样的退化风险。虽然对于大多数蛋白质来说都是如此，但大约十分之一的蛋白质表现不那样。一旦这些特殊蛋白质达到特定年龄，它们就会保持异常稳定并且比预期的寿命更长。

这是由MDC的Matthias Selbach教授和柏林Charité-Universitätsmedizin教授领导的着名期刊Cell的国际研究团队的惊人发现。研究人员与马克斯普朗克胶体与界面研究所和其他实验室的合作伙伴合作，追踪了数千种蛋白质从合成到处理的生命周期。

研究人员用一种称为质谱的方法跟踪蛋白质在人类和小鼠细胞培养物中的生命周期，使他们能够观察特定分子随时间的产生和处置。测量结果显示细胞最初产生过量的某些类型的蛋白质，其中大部分蛋白质立即降解。那些剩下的东西在异常长的时期内变得稳定。

这可以解释为什么基因的额外拷贝不会像科学家通常所期望的那样自动产生更多的蛋白质拷贝。例如，在三体性的情况下，生物体具有三个染色体拷贝而不是两个拷贝，通常导致由该染色体上的基因编码的蛋白质的过量产生。这通常会造成不平衡，并导致细胞内部不平衡和压力。

然而，对于具有新发现的寿命的蛋白质，当存在太多的蛋白质时，通过简单地早期分解蛋白质的拷贝，细胞可以维持平衡。“我们现在能够更好地解释'剂量'或基因生产率与其编码蛋白质产生量之间的关系，”首席研究员Matthias Selbach教授解释道。

大多数三体病例导致生物体在出生前死亡。但在极端情况下，人类含有三个21号染色体拷贝(21号三体性，唐氏综合症的原因)，后果不太严重。不同染色体的三体性导致这种多样性影响的原因尚不清楚，但这可能是由于受影响染色体上编码的某些蛋白质的生命周期。因此，塞尔巴赫热衷于进一步研究后续研究。“我们现在正在寻找具有异常基因组成的其他细胞，以便提高我们对倍增基因片段后果的理解，”他说。

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