蛋白质改变控制细胞对压力 免疫力和寿命的反应

eLife的一项研究报告称，科学家已经揭示了蠕虫的一种关键机制，它涉及控制细胞对压力的反应。这一发现为称为未折叠蛋白反应(UPR)的应激反应机制提供了重要的新见解，并将帮助研究人员了解保护细胞，提高免疫力和延长寿命的过程。

生物体应对不断变化和具有挑战性的环境的能力在于其激活应激反应的能力。受压力影响的最重要的生物成分之一是线粒体 - 我们细胞的能量产生机制。动物通过激活UPR-a监测程序来响应线粒体压力，该程序监测线粒体功能并向细胞核(细胞的控制中心)发出信号 - 如果出现问题。虽然已经确定了普遍定期审议的某些组成部分，但究竟如何控制它仍然不清楚。

“我们之前已经发现了对激活线粒体应激反应很重要的基因，”主要作者，中国北京大学分子医学研究所研究员高凯宇解释说。“其中包括ulp-4基因，这是一种从蛋白质中去除一种名为SUMO的分子的酶，它会显着影响它们的功能。在这项研究中，我们开始研究ULP-4酶是否是应激反应所必需的，以及是否通过删除SUMO组来影响此响应。“

该小组首先阻止了蠕虫中ulp-4基因的活动，并研究了这是否影响了UPR反应。这可以防止线粒体中的应激反应，但不会阻止细胞其他部分的应激反应。当他们将高水平的ULP-4分子恢复到之前的ULP-4缺陷型蠕虫中时，他们发现动物能够激活线粒体应激反应，这表明ULP-4对于UPR是必需的。

他们接下来研究了ULP-4如何影响线粒体UPR。通过在酵母细胞中进行蛋白质结合实验，他们发现了两种与ULP-4相互作用的分子，称为DVE-1和ATFS-1。两种分子都具有可以添加SUMO基团的特定位点，因此下一个问题是ULP-4是否参与去除这些组，以及这是否影响了UPR。该团队发现ULP-4从DVE-1中移除了SUMO组。他们还发现，这种情况发生在蠕虫中，另一种分子与ULP-4，ATFS-1相互作用。

最后，研究人员研究了ULP-4如何影响蠕虫的恢复能力和寿命。他们发现缺乏ULP-4的蠕虫在感染假单胞菌后具有抑制的免疫反应和生存受损。在压力条件下，ULP-4的缺乏(或通过突变DVE-1或ATFS-1防止SUMO基团的添加)显着降低了寿命。

“我们已经确定了在线粒体应激过程中促进免疫反应和延长寿命的蛋白质修饰，”资深作者，北京大学分子医学研究所助理教授刘颖总结道。“SUMO基团的添加是否会影响线粒体质量控制过程中的其他蛋白质值得探索。由于UPR和ULP-4存在于人类中，因此有朝一日可以研究针对SUMO活性作为线粒体疾病和年龄的潜在治疗策略相关疾病。“