Cell封面文章：解析“長壽”蛋白質組
日期：2013-09-05 09:35:44
蛋白質是細胞中的主角，它們負責執行編碼在我們基因中的信息指定的職責。大多數的蛋白質只能存在兩天或是更短的時間，以確保新的功能副本能夠取代不可避免的化學修飾損傷的那些蛋白。
由Salk生物研究所和斯克里普斯研究所（TSRI）的研究人員領導的一個研究小組，現在發現大腦中的一個小蛋白質亞群能夠存在更長的時間，有的甚至可以存在超過一年而不被取代。這些長壽的蛋白質壽命比標準蛋白質明顯要長，鑒別它們有可能對于了解衰老的分子基礎具有重要意義。這項新研究發布在8月29日的《細胞》（Cell）雜志上。
研究的資深作者、Salk生物研究所分子與細胞生物學實驗室Martin Hetzer教授說：“蛋白質的壽命可能是影響細胞衰老的一個重要因素。鑒別出所有的長壽蛋白質，使得我們將研究的焦點放在了這些特異的蛋白質上，它們有可能是老化蛋白質組中最薄弱的環節。”本研究是第一次全面無偏倚鑒別這一長壽蛋白質組。
在去年發表于《科學》（Science）雜志上的一項研究中，Hetzer和他的同事們在細胞核中發現了一些長壽的蛋白質。新研究在Science論文研究發現上再往前邁進一步，廣泛系統地鑒別了大鼠大腦中的長壽蛋白質。科學家們發現這些長壽蛋白質中有一些與基因表達、神經細胞通訊和酶催化過程有關，此外還包括核孔復合體（NPC）的一些組分，NPC負責所有的細胞核交通進出。
此外，他們發現NPC通過交換更小的亞復合物，而非整體NPCs，經歷了緩慢而有限的轉換（turnover），這可能幫助清除了不可避免累積的受損元件。
“這有點類似于保養一輛汽車，你不會更換整輛汽車，而只會更換發生故障的部件，”論文的主要作者、Hetzer實驗室博士后研究人員Brandon Toyama說。
Hetzer和同事們以往發現，NPC退化有可能是導致年齡相關細胞核功能缺陷的一個常規衰老機制。其他的實驗室也曾將蛋白質內穩態與細胞功能衰退及由此導致的疾病連接到一起。這些新研究發現揭示這些細胞組件損傷累積風險增加，是聯系蛋白質長期存留與細胞衰老過程的中心環節。
“既然我們已經發現了這些長壽蛋白，我們就可以開始探討在衰老過程中它們是如何受到影響的，以及細胞做了些什么來彌補這一不可避免的損傷，”Toyama說。
Hetzer的研究小組現正在鑒別與衰老和潛在信號有關的靶點來解析這一機制。“我們正開始思考如何讓蛋白質的功能恢復年輕，”他說。
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