研究揭示压力通路如何激活细胞的紧急反应程序

求救!SOS!世界各地都使用此类求救信号来表示紧急情况。构成人体的细胞也有自己的紧急信号。例如，如果细胞被病毒或细菌感染，或者缺少氨基酸等重要组成部分，这些信号就会被激活。加州理工学院的一项研究确定了这些细胞“应激通路”如何激活质量控制机制，在危机期间清除损害。

该项研究是在哈罗德和维奥莱特·阿尔瓦雷斯生物学教授兼研究生院院长DavidChan的实验室中进行的，并在《分子细胞》杂志上发表的一篇题​​为“综合应激反应的HRI分支选择性地触发线粒体自噬”的论文中进行了描述。

有四种不同的应激途径会触发细胞停止其正常功能。每种应激途径都有其自己的相关蛋白质，称为激酶，这种蛋白质被激活就像保安人员在听到警报后立即立正一样。

一旦激活，激酶就会通过向EIF2蛋白中添加磷化合物来对其进行修饰，从而使EIF2失去功能。EIF2是细胞正常生产蛋白质功能的主要启动因子，因此对其进行“磷酸化”会导致细胞中大多数蛋白质生产暂停。

“如果发生，你会想停下手头的一切工作，去救火，”该研究的第一作者、博士后学者YogadityaChakrabarty说道。“通过磷酸化阻止EIF2可有效关闭细胞的功能，使其能够专注于紧急情况。”

在应激期间，细胞还必须激活“质量控制”通路，以确保细胞成分的保真度。这些质量控制机制不像保安，而更像看门人——它们可以降解破损或受损的蛋白质和细胞部件。此前，人们并不清楚应激通路如何影响和与质量控制通路相互作用。

这项新研究表明，在应激情况下，磷酸化的EIF2会融入线粒体表面，从而激活这些细胞器的质量控制反应。这样，磷酸化的EIF2就充当了保安和看门人的双重角色。

了解这些细胞过程的具体细节对于研究阿尔茨海默氏症和帕金森氏症等疾病非常重要，因为这些疾病和其他神经系统疾病的特点是丧失质量控制机制。

Chakrabarty表示：“线粒体通常被称为‘细胞的发电厂’，我们了解到细胞具有复杂的机制来保护其发电机的关键功能。”他目前正在扩展这项工作，以探索压力途径是否也与其他质量控制机制相互作用。

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