化学家发现溶酶体发挥作用的关键蛋白质

溶酶体通常被简称为细胞的“垃圾处理器”，通过清除不需要的物质，在细胞的消化系统中发挥着关键作用。

现在，在一项开创性的研究中，芝加哥大学YamunaKrishnan教授实验室的研究人员已经确定了在溶酶体工作中起关键作用的蛋白质：钙离子如何进入溶酶体。

他们的研究发表在《科学进展》上，代表着在理解溶酶体钙调节的复杂机制方面向前迈出了重要一步，并为涉及溶酶体功能的疾病(包括帕金森病或ALS等疾病)的治疗开辟了新途径。

寻找运输者

溶酶体的功能受到复杂的细胞信号的严格调节，包括钙离子进出溶酶体。

自从20世纪50年代ChristianRenédeDuve发现溶酶体如何释放钙以来，科学家们已经知道溶酶体是如何释放钙的。较少受到关注的是溶酶体如何补充钙。

“部分问题在于无法测量溶酶体内的钙，”该论文的第一作者MatthewZajac博士说。“因为它是一个高酸性隔室，所以很难在不影响测量的酸度的情况下测量钙。”

直到Krishnan实验室开发出了自己的pH可校正传感设备CalipHluor，该设备可以报告酸性细胞器中的钙浓度，该小组才找到了实现其目标的方法。

阿南德·萨米纳坦博士一位在这项研究的开展中发挥关键作用的共同通讯作者说：“我们知道钙很重要，但当涉及到溶酶体时，我们不知道哪个转运蛋白将钙带入体内。然而，我们认为从技术上讲，我们拥有解决这个问题所需的一切。”

所鉴定的蛋白质可能作为调节溶酶体功能和减轻几种常见神经退行性疾病核心疾病病理的潜在药物靶点，例如阿尔茨海默病、帕金森病和肌萎缩侧索硬化症(ALS)。

萨米纳坦说：“我认为每个人都对在该系统中增加进口商、监管机构感到兴奋。”

Zajac解释说，对于某些神经退行性疾病，特别是溶酶体输出机制有缺陷的溶酶体储存障碍，溶酶体最终会出现钙含量过高，从而导致溶酶体膨胀。它们充满了未降解的物质。

“目前的想法主要集中在渠道激活剂上，”萨米纳坦说。“溶酶体含有大量的钙通道和调节剂，可以降低过量的钙水平。”

最终，该小组对他们的研究持乐观态度。“我们希望确定，如果你能找到一种方法来阻止溶酶体吸收钙，那么你就可以在某种程度上纠正这种输出缺陷，”扎亚克说。

挫折、审视和成功

虽然该小组长期以来一直在研究溶酶体，但他们最近决定确认难以捉摸的转运蛋白是受到拒绝的资助提案的启发。

“利用这笔资金，我们提议确定溶酶体钙的进口商，”扎亚克说。“该拨款的一位评审员说，‘那么，你怎么知道那里有一个可供寻找的呢?’”

在批评的推动下，由于缺乏可证明的转运蛋白，该小组走上了完善其发现并突破其专业知识界限的道路。

尽管扎亚克称其为“艰苦的几年”，萨米纳坦还是认为亚穆纳·克里希南教授是该项目背后的推动力，激励和激励她的团队在挫折和科学审查中坚持不懈。

克里希南教授本人公开了他们研究过程中的痛苦，在一篇“推文”中记录了他们的毅力，揭示了科学决策幕后发生的事情，这一透明举动在该领域并不常见。

“至少对我来说，当我们听到审稿人的严厉反馈时，很容易感到失望，”Zajac说，“但她总是会推动我们解决这些严厉的意见并再次提交，而不是放弃。她真的既拉又拉。”推动了这件事的发展。特别是在这项工作中，我们使用了如此多不同类型的实验，并从许多不同的人那里获得了对研究很重要的专业知识，这是由她领导的团队努力激励我们。”

在找到了溶酶体钙调节难题的关键部分后，研究人员的目标是更深入地研究已识别蛋白质的复杂机制，并探索其他溶酶体钙转运蛋白。