细胞废物处理研究为帕金森氏症和阿尔茨海默氏症提供了新的见解
“废物收集”整理了我们的细胞。如果事情没有按计划进行,就会出现严重的疾病,如阿尔茨海默氏症或帕金森症。来自维也纳大学的分子生物学家Sascha Martens与来自宾夕法尼亚大学、莫纳什大学、法兰克福马克斯·普朗克生物物理研究所和加州大学伯克利分校的国际合作伙伴一起研究了相关的过程:自噬。马丁斯和他的团队最近发表了关于这些机制的新结果自然通讯和生物化学杂志.
通过研究我们身体每一毫秒都在发生的微小机制细胞在美国,一个国际研究团队正在帮助为神经退行性疾病的治疗奠定基础。科学家们在这种情况下研究的关键过程是细胞废物处理系统。毕竟,我们的细胞也一直在制造“废物”。
自噬
精细的分子监视力量识别出可疑物质电池组件它们被包装在一个“袋子”(包裹废物的双层膜)中,并被带到细胞的“回收站”(溶酶体)。在那里,受损的细胞成分被分解和回收。细胞的这种自我清洁过程被称为自噬,在希腊语中是“自我吞噬”的意思。“这是一个完美运行的、自我组织的机器,”维也纳大学分子生物学家、该子团队负责人萨沙·马滕斯(Sascha Martens)说。他和同事们想要详细了解分子在自噬体的产生过程中是如何合作的,因为从感染到神经退行性疾病,各种疾病都可能起源于自噬体。
寻找阿尔茨海默氏症和帕金森症
阿尔茨海默病通常在我们的身体里发展几十年而不被注意到,直到第一个症状出现,疾病最终可以被诊断出来。的τ蛋白被怀疑是世界上最常见的痴呆症的病因。这种蛋白质在我们的神经细胞中形成细长的聚集。这些聚集物通常被自噬机制检测和降解。这与帕金森氏症非常相似,这是马丁斯团队研究的第二种与细胞废物处理系统有关的疾病。
帕金森病是最常见的神经退行性疾病之一。在大脑中负责释放化学信使多巴胺的特定部位,在处理受损线粒体(细胞中的能量供应者)时发生了错误。长此以往,这就会导致帕金森氏症的典型症状:患者不能再控制自己的动作,肌肉僵硬,休息时也会颤抖。
研究蛋白质结构的专家来自加州大学伯克利分校的赫尔利实验室;细胞的操纵发生在莫纳什大学迈克尔·拉扎鲁周围;神经生物学团队由宾夕法尼亚大学的Erika Holzbaur领导;在马克斯·普朗克生物物理研究所格哈德·悍马的带领下,研究人员准备了模型。维也纳大学的萨沙·马滕斯(Sascha Martens)和他的团队专门在实验室中重建自噬机制。
几种蛋白质参与了自噬过程。在10多年的研究中,萨沙·马滕斯和他的团队已经成功分离出数十种这种成分,并能够概括自噬体形成的早期步骤。根据模块化原理,他们现在想要破译这个清理我们细胞的聪明机器的下一个核心步骤。
更多信息:Nicolas Coudevylle等,Atg11在细胞质-液泡靶向通路中招募Atg9的机制,生物化学杂志(2022)。DOI: 10.1016 / j.jbc.2022.101573
David M. Hollenstein等人,亲和性的空间控制调节选择性自噬的起始和进展,自然通讯(2021)。DOI: 10.1038 / s41467 - 021 - 27420 - 3