活細胞就像一個小型的工廠，負責生成超過2.5萬種具有非常特異性的三維形狀的不同蛋白質(zhì)。就像一條不堪重負的流水線會出錯那樣，壓力狀態(tài)下的細胞zui終會生成未折疊或錯誤折疊的畸形蛋白質(zhì)。
我司人員證實，細胞能夠識別出這些錯誤折疊蛋白的累積，就像飽受壓力的員工有可能暫時將文件從擠爆了的收件箱移動到“雜物抽屜”中一樣，細胞會重新安排它的工作量以此來作出反應。
我司研究人員說：“我們鑒別出了細胞響應壓力的一種全新機制。實質(zhì)上是細胞重塑了它的蛋白質(zhì)生產(chǎn)機器的組織以劃分手頭的任務。”
在近幾十年來，人們已然了解了這些細胞工廠的一般結構和工作流程。首先，緊鎖在每個細胞細胞核中的DNA藍圖會被轉(zhuǎn)錄為信使RNA（mRNA）。 然后，mRNA移動到位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)表面上的核糖體處。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體是將RNA翻譯為蛋白質(zhì)的小型組裝線。
當細胞遭受到壓力時（無論是過熱或是饑餓），蛋白質(zhì)再也不能正確折疊。這些未折疊的蛋白質(zhì)可以發(fā)出稱作為未折疊蛋白反應(unfolded protein response,UPR)的警報，使組裝線減速，清除錯誤折疊產(chǎn)物（延伸閱讀：Cell：瓦解錯誤折疊蛋白的新武器 ）。上海靜融想知道應激反應是否可能還利用了其他的策略來應對這一問題。
在這項研究中，上海靜融研究人員和同事們用一種應激誘導劑毒胡蘿卜內(nèi)酯（thapsigargin）處理了組織培養(yǎng)細胞。研究人員發(fā)現(xiàn)，當細胞遭到壓力時，它們會將來一些mRNAs從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)移動到細胞溶質(zhì)。一旦壓力解除，這些mRNAs會返回到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)生產(chǎn)車間的一些位點。
我司研究人員說：“你可以減慢蛋白質(zhì)生成，但有時候僅減慢工作流程還不夠。你可以激活一些基因來幫助破壞錯誤折疊的蛋白質(zhì)，但有時候它們堆積的速度實在是太快。我們發(fā)現(xiàn)了一種能夠更好地起作用的機制——它有效地暫停了所有的工作。一旦恢復正常，mRNAs就從這種暫時停滯狀態(tài)中釋放出來。
有趣的是，研究人員發(fā)現(xiàn)在應激過程中，在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和細胞質(zhì)之間穿梭的核糖體只影響了一小群mRNAs，這些mRNAs會生成如激素一類的分泌蛋白或是像生長因子受體那樣的膜蛋白——這些蛋白質(zhì)類型如果發(fā)生錯誤折疊會引發(fā)應激反應。他們還不確定這意味著什么。
我公司現(xiàn)正在尋找zui終決定應激反應過程中細胞采用哪種機制的因子。他已經(jīng)找到了一個有前景的候選因子，并在觀測當這一因子受到操控時細胞如何對壓力做出反應。