美国研究人员最新发现了一种关键蛋白质MEC-17,它在大脑细胞内如同“交通警察”,负责指挥细胞内营养物质和废弃物的运输路径,维持神经系统的正常运作。
该研究由佐治亚大学富兰克林艺术与科学学院细胞生物学系教授亚采克·格蒂希领导,团队成员来自多个实验室,成果发表于权威期刊《自然》杂志。研究人员通过原生动物四膜虫、线虫、斑马鱼及人体癌细胞等多种模型,证实MEC-17是微管乙酰化的催化酶。
微管是细胞内的蛋白质管道网络,承担物质运输、细胞生长及信号传递等重要功能。微管上的“乙酰化标记”作为化学信号,决定蛋白质运输的方向和目的地。1983年科学家首次发现乙酰化标记,但直到近期才明确其作用机制及催化酶MEC-17的身份。
研究显示,MEC-17在微管乙酰化反应中起到催化作用。例如在线虫中,MEC-17与触感相关;在斑马鱼中,MEC-17缺失会导致神经肌肉缺陷。值得注意的是,负责发送信号的神经细胞微管具有乙酰化标记,而接收信号的神经细胞则缺乏该标记。
这一发现对神经退行性疾病的研究具有重要意义。亨廷顿氏症、帕金森氏症和阿尔茨海默氏症等患者的微管乙酰化水平发生改变。确认MEC-17及其机制后,未来制药企业可开发调控其活性的药物,为神经退行性疾病的治疗提供新方向。
格蒂希教授表示,这一成果归功于多实验室的精诚合作,推动了神经系统微管乙酰化机制的深入理解,为相关疾病的治疗研究奠定了坚实基础。
参考文献:
Gadadhar S, et al. The tubulin code: Molecular components, readout mechanisms, and functions. J Cell Biol. 2017;216(3): 463-482.
Nature杂志原文报道。