细胞经常暴露在可能危及生命的压力环境中，如高温或毒素。 幸运的是，我们的细胞是压力管理的大师，它们有一个强大的反应程序: 它们停止生长，产生压力保护因子，并形成大的结构，这就是所谓的压力颗粒。
德累斯顿大学生物技术中心(BIOTEC)和马克斯 · 普朗克分子细胞生物学和遗传学研究所(MPI-CBG)的科学家与海德保和圣路易斯(美国)的合作伙伴一起研究了这些神秘的结构是如何组装和溶解的，以及什么可能导致它们转变为一种病理状态，就像在神经退行性疾病如 ALS (肌萎缩性嵴髓侧索硬化症)中观察到的那样。 他们的研究结果发表在著名的科学杂志《细胞》上。
肌萎缩性侧索硬化症是中枢神经系统的一种迄今为止无法治愈的疾病，在这种疾病中，负责肌肉运动的运动神经元(即神经细胞)逐渐死亡。 压力颗粒在这个过程中起作用吗？
应力颗粒形成于细胞质中，由大量的信使 rna 和 rna 结合蛋白等大分子组分组成。 应力颗粒的动态特性促使应力颗粒在应力下降时发生分解。 然而，肌萎缩侧索硬化症的一个特点是存在非动力的，持久的应力颗粒形式。
“在肌萎缩性侧索硬化症中，患者会出现肌肉无力和瘫痪。 应力颗粒状运动神经元缓慢退化，导致运动功能逐渐丧失。 我们需要更好地了解应激颗粒的复杂生物学，以便设计和开发未来的治疗策略，抵消疾病的进程。 但是，生物体内细胞的复杂环境使得这一过程变得困难，”该论文的资深作者之一 Titus Franzmann 博士解释说。
为了系统地检验他们关于压力颗粒的组装和导致分子变化的病理学假设，科学家们开发了一个控制环境，使用一个含有纯化成分的体外系统，允许在试管中再造压力颗粒。 他们逐步观察应力颗粒的组装过程，并对其动力学的关键因素进行了描述。
“应力颗粒的结构非常复杂。 然而，它们的形成主要依赖于一种单一蛋白质—— RNA 结合蛋白 G3BP 的行为，”该研究的第一作者之一 Jordina guill n-boixet 博士说。 “这种蛋白质经历了一个关键的结构变化: 在非应力条件下，G3BP 处于一种紧凑的状态，不允许应力颗粒聚集。 但在压力下，RNA 分子与 G3BP 结合，使多种相互作用，促进组装的动态应力颗粒。 正如我们在 ALS 疾病中观察到的那样，随后由动力状态向非动力状态的转变(例如可能由长时间的应激引起)可能会引发运动神经元的死亡。”
该研究项目始于2015年，由德累斯顿大学生物技术研究所的阿尔贝蒂研究小组领导。 德累斯顿大学、德累斯顿的马克斯 · 普朗克分子细胞生物学和遗传学研究所、海德保的欧洲分子生物学实验室和美国圣路易斯的华盛顿大学的23名科学家的密切合作是该项目成功的关键。
西蒙 · 阿尔贝蒂教授: “还有许多问题没有解决。 我们在 BIOTEC 的实验系统现在可以进行进一步的测试，并将成为开发新的诊断和治疗方法，以对抗 ALS 等神经退行性疾病的核心。”
新闻报道：
1) More information: Jordina Guillén-Boixet et al, RNA-Induced Conformational Switching and Clustering of G3BP Drive Stress Granule Assembly by Condensation, Cell (2020). DOI: 10.1016/j.cell.2020.03.049
2)
版权作品，未经PaperRSS书面授权，严禁转载，违者将被追究法律责任。
