细胞在面对外界压力时，如何快速感知并做出反应？慕尼黑大学领导的研究团队揭示了一个关键机制：当细胞内的蛋白质生产遭遇阻碍时，核糖体会发生碰撞，而一种名为ZAK的分子能够检测到这种“拥堵”，并启动保护性应激反应。这一发现为理解细胞如何高精度感知干扰提供了重要见解。
核糖体：既是蛋白质工厂，也是应激传感器
核糖体是细胞的蛋白质工厂，它们附着在信使RNA上，读取遗传密码并将氨基酸链接成蛋白质。然而，它们的功能远不止于此。核糖体还能帮助检测细胞应激，并在细胞遇到麻烦时触发保护性反应。
蛋白质合成对多种应激源高度敏感，包括氨基酸短缺、信使RNA损伤和病毒感染。这些干扰会阻碍正常的信使RNA读取，导致核糖体停滞并相互碰撞。当这种情况发生时，一种称为“核糖毒性应激反应”的过程就会启动，该反应会启动保护性通路，修复潜在问题，或在损伤过重时启动程序性细胞死亡。
ZAK蛋白：关键的“交通警察”
ZAK蛋白是控制这一应激反应的核心。它是一种激酶，通过向其转移磷酸基团来激活其他分子。直到最近，科学家还不清楚ZAK如何检测到碰撞的核糖体，以及这种识别事件如何触发下游信号。
研究团队结合了生物化学方法和冷冻电镜技术，证明了核糖体碰撞是ZAK的主要激活信号。他们还确定了ZAK如何附着在核糖体上，以及激活需要识别碰撞核糖体的哪些结构特征。研究发现，ZAK与特定核糖体蛋白之间的相互作用，会导致部分ZAK形成二聚体（即两个分子结合成一对），从而启动信号级联反应。
为何这一机制如此重要？
ZAK在细胞应激反应中作用非常早，因此阐明其识别机制，对于理解细胞如何高精度地感知扰动、以及核糖体质量控制、下游信号通路和免疫反应如何相互作用，具有重要意义。此外，ZAK的失调与炎症性疾病和慢性核糖体应激有关，具有治疗相关性。
正如研究负责人Roland Beckmann教授所言，这一发现阐明了真核生物应激生物学的一个中心原则：蛋白质翻译机制本身，就是一个能发起全局应激信号的监控平台。
参考信息
“ZAK activation at the collided ribosome” by Vienna L. Huso et al., 19 November 2025, Nature.
DOI: 10.1038/s41586-025-09772-8