摘要:打个比方,就像原本以为快递得打包好才发货,结果发现人家边打包边往快递车上搬,这操作简直刷新认知。
线粒体这细胞器可有点来头,作为细胞的“发电厂”,它老早就被课本划成了重点。
以前大家都信一个理儿:线粒体蛋白质得在细胞质里完全“组装”好,才能送进线粒体。
但加州理工学院的最新研究,直接给这理论来了个“掀桌子”。
他们团队发现,近五分之一的线粒体蛋白质,压根不等全合成完就“偷偷”往线粒体里钻了。
这事发表在《细胞》杂志上,相当于在细胞生物学界投了颗炸弹。
打个比方,就像原本以为快递得打包好才发货,结果发现人家边打包边往快递车上搬,这操作简直刷新认知。
Shu-ouShan教授带队做的实验,用了冷冻电镜这些高精尖工具。
他们瞅准了蛋白质合成的全过程,发现那些结构最复杂的蛋白,居然自带“VIP通道”。
按传统理论,这些蛋白该是“困难户”,结果人家反而是“优先入场选手”,这反转谁能想到?
为啥复杂蛋白能插队?研究人员顺藤摸瓜,挖出了细胞设计的“双重密码”。
先说第一个密码:线粒体靶向序列,这相当于蛋白的“入场券”,但光有券还不够,还得有第二个密码,核糖体释放的第一个大结构域,这玩意儿像把“钥匙”,专门开线粒体的门。
ZikunZhu博士做了个有意思的实验:他把这个“钥匙”结构域挪到其他蛋白上,结果那些原本老老实实等合成完的蛋白,也开始学着插队了。
这就好比给普通乘客塞了张“快速通道卡”,立马就能提前进站。
细胞这招儿挺聪明,那些结构复杂的蛋白,要是在细胞质里全合成完,指不定就“折叠失败”变成废料了,提前送进线粒体反而更保险。
再深想一层,这机制简直是细胞的“节能小能手”。
优先处理难折叠的蛋白,既能避免细胞质里堆垃圾,又能保证线粒体的“进口通道”不堵车。
从进化角度看,线粒体作为内共生来的“老伙计”,跟宿主细胞磨合了十多亿年,才琢磨出这么套精密的运输系统,不得不说生物进化真是个“顶级工程师”。
这发现可不只是学术圈热闹,医学上的盼头才真让人兴奋。
想想看,线粒体出问题能惹多少病:neurodegenerativediseases、癌症、衰老……现在知道了蛋白运输的门道,就像找到了治病的新靶点。
举个例子,有些遗传性线粒体疾病,比如Leber遗传性视神经病变,就是蛋白运输掉了链子。
要是能操控那个“钥匙”结构域,说不定能让缺陷蛋白乖乖走对路。
还有癌细胞,它们的线粒体代谢跟普通细胞不一样,搞清楚运输机制咋被“篡改”的,就能琢磨更精准的抗癌药。
2024年《自然·衰老》上有篇研究就提到,增强这种运输机制能延长线虫寿命,这是不是给抗衰老研究指了条明路?
现在科学家已经盯上了下一步:想搞清楚不同细胞里这机制有啥差别,再开发能模拟“钥匙”的小分子药物。
说不定过不了多久,针对帕金森这类神经退行性疾病的新疗法,就从这小小的线粒体蛋白运输里诞生了。
来源:青溪史社