细胞如何即使在受到攻击时保持生长

在一项出人意料的新发现中，马萨诸塞大学阿默斯特分校的生物化学家们报告说，压力细菌中的损伤控制系统可能会溢出和阻塞，但这会导致细胞通过打开非常不同的途径来作出反应，以确保正常生长继续。分子和细胞生物学项目博士生、他的顾问PeterChien教授报告他们最近的实验和发现，即细菌如何切换齿轮来响应不同的压力，但仍然维持正常的细胞功能，如DNA复制在最近一期的细胞杂志《分子细胞》 。

其他贡献作者包括德克萨斯大学西南医学中心的本杰明·图和哈米德·巴尼萨迪。Chien说，因为所有细胞都必须在紧张的情况下保持正常生长，而且所有细胞都含有可降解使用蛋白质和其他废物的清洁蛋白酶，因此类似的调控可能在其他生物反应中起作用。他建议，"癌细胞也在蛋白质应激条件下不断生长，因此了解细胞一般如何利用蛋白酶竞争来响应压力，从而引发诱人的猜测，认为我们可以抑制类似的途径来阻止不受控制的生长。

在细菌中，一种称为隆的蛋白酶会破坏受损的蛋白质，以保护细胞免受其毒性后果的影响，并降解正常的信号蛋白。对蛋白质有毒的压力(例如，导致错误折叠)促使细菌不仅试图不断去除这些受损的蛋白质，而且需要保持复制DNA等过程以进行正常生长。Zeinert 研究了龙蛋白酶及其在细胞应激期间使用的通路，如抗生素攻击或极端高温，以完成此目的。

在他们的新论文中，作者指出，当细菌受到压力时，受损蛋白质的增加最终会暂时淹没隆蛋白酶。这导致信号蛋白的稳定，通常由隆降解，这会引发一连串的反应，Chien解释道。

他补充说，"错折叠的蛋白质是煤矿中的金丝雀。当它们积累得如此之多，Lon 现在被阻塞时，细胞会通过打开确保生长所需的路径来响应。特别是，这些细胞增加了脱氧核苷酸(DNA的"DN")的量，这些积木是DNA复制所需的。

Zeinert、Chien和他的同事在探索依赖于隆蛋白酶的不同基因的基本特性时，意外地发现了这一新途径。Chien 回忆道，"Rilee 正在采用一种新的方法，研究不同突变背景中每个基因的健身成本。令人惊讶的是，他发现，在缺少隆蛋白酶的细胞中，现在能够耐受失去一种通常必不可少的脱氧核苷酸合成基因。

这意味着，通过减少隆活性，细胞将补偿通过制造更多的脱氧核苷酸，这一结果与代谢组学证实，这个过程可以同时测量细胞中的数百种化学物质，

他补充说。Chien 解释道，"代谢组学告诉我们，当 Lon 活性受到损害时，DNA 合成的所有构建基块发生了重大转变。同时，我们看到，当细胞有压力时，它们似乎也使这些分子更多。这种联系使研究人员确定，是压力引起的受损蛋白质导致隆活动块，导致这种反应。

Chien是乌玛斯·阿默斯特应用生命科学研究所模型医学中心主任，他指出，这项工作由国家普通医学研究所资助，其形式是向Chien提供MIRAL赠款，以及化学-生物学培训计划，该项目也支持Zeinert。

MIRA计划不资助单个项目，而是资助广泛的基础发现研究计划，以鼓励研究人员提出更多长期、创新、创造性的项目，并少担心短期目标和结果。