Nature子刊揭示全新的信號傳導(dǎo)機(jī)制
日期：2015-12-04 08:49:42
在生物學(xué)領(lǐng)域，自由基往往被視為萬惡之源，會(huì)損害DNA、RNA和蛋白質(zhì)。由于這樣的氧化損傷與衰老和癌癥有關(guān)，不少人選擇服用抗氧化劑來降低自由基的潛在危害。
實(shí)際上，自由基也是一種不可或缺的信號分子，在機(jī)體內(nèi)控制著重要的功能。比利時(shí)Ghent大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)最近在線蟲模型（秀麗隱桿線蟲）中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)能生成這種自由基信號的球蛋白。這項(xiàng)研究發(fā)表在十二月一日的Nature Communications雜志上。
我們最熟悉的一種球蛋白是血紅蛋白，它們是高等生物血液中攜帶氧的運(yùn)載工具，負(fù)責(zé)捕獲肺部的氧氣并將其輸送給其他組織。Ghent大學(xué)的Sasha De Henau及其同事發(fā)現(xiàn)了另一種球蛋白。這種球蛋白不具備運(yùn)輸氧的功能，它們牢固連接在細(xì)胞膜上，把電子貢獻(xiàn)給氧使其變成自由基（過氧化物）。這一過程發(fā)生在生殖細(xì)胞周圍的組織中，那里有一種特殊的酶，能把過氧化物進(jìn)一步轉(zhuǎn)變?yōu)檫^氧化氫。過氧化氫是一種活性很強(qiáng)的化合物，常用于傷口消毒、牙齒漂白和頭發(fā)漂白。
據(jù)介紹，線蟲體內(nèi)生成的過氧化氫濃度是無害的。在細(xì)胞膜的內(nèi)外兩側(cè)，過氧化氫的生成速度并不相同，會(huì)建立起跨膜的過氧化氫梯度。這種過氧化氫梯度可以調(diào)控生殖細(xì)胞的生成。研究顯示，上述自由基信號對于線蟲是必不可少的。敲低新發(fā)現(xiàn)的球蛋白會(huì)導(dǎo)致動(dòng)物無法生育。
這項(xiàng)研究首次發(fā)現(xiàn)了作為自由基生產(chǎn)者的球蛋白。此外，跨膜過氧化氫梯度的信號機(jī)制是生物學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)全新概念。
人類是否也使用特殊球蛋白進(jìn)行細(xì)胞間通訊呢？這是很有可能的。最近人們發(fā)現(xiàn)的人類球蛋白似乎并沒有涉及氧運(yùn)輸，而是與細(xì)胞的信號傳導(dǎo)有關(guān)。這些人類球蛋白可能也是自由基生產(chǎn)者，遵循同樣的生物學(xué)原理。
科學(xué)家們很可能還會(huì)在線蟲中獲得更多意想不到的球蛋白發(fā)現(xiàn)。因?yàn)榫€蟲基因組編碼了33種球蛋白，大多數(shù)球蛋白的功能還是個(gè)未知數(shù)。
