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我專家團隊揭示細胞感應氨基酸新機制

2023年11月30日08:52 | 來源:科技日報
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原標題:我專家團隊揭示細胞感應氨基酸新機制

  科技日報訊 (任萱 記者王春)細胞如何感知胞內營養物質,尤其是氨基酸的變化?近日,沈少明、陳國強、蘇冰課題組合作,在最新一期國際期刊《細胞代謝》上在線發表論文,首次發現細胞內各種氨基酸濃度的改變,可以統一地通過mTOR泛素化來被細胞感知,進一步解釋了mTORC1廣泛感知所有氨基酸濃度波動的原理。

  過去30多年的研究,已經確立哺乳動物雷帕霉素靶蛋白復合物1(mTORC1)作為最關鍵的營養物質感受器,在細胞生命活動調控中發揮重要作用,且其信號異常與癌症、肥胖、糖尿病和神經退行性疾病以及衰老過程密切相關,但對細胞是否存在普遍感應氨基酸的分子機制仍然不清楚。

  課題組研究發現,mTOR泛素化發揮了類似於mTORC1經典抑制劑雷帕霉素的作用,阻礙了mTORC1對底物的識別,從而發生活性抑制。他們將細胞培養液中的氨基酸逐一剔除,發現任一類型氨基酸的缺失均可引起mTOR發生泛素化,后者介導了多種類型氨基酸缺失情況下mTORC1的活性抑制。實驗証實,氨基酸飢餓引起mTOR泛素化這一現象在小鼠體內同樣存在,通過構建相關基因突變小鼠,証明該通路在感應膳食中氨基酸不足的過程中發揮重要作用。

  “這項工作首次揭示了mTORC1可以普遍感應氨基酸變化的新通路和機制。”研究人員表示,區別於已知的亮氨酸、精氨酸等少數氨基酸依賴於特定感應器被感應的模型,這一普適性氨基酸感應通路的發現,為mTORC1感應細胞內氨基酸水平以精細調控生命活動提供了新的視角,為藥物和食物療法治療相關疾病提供了新的可能。

(責編:楊曦、陳鍵)
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