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在一項新的研究中，來自德國凱澤斯勞滕大學、以色列魏茨曼科學研究所和瑞士巴塞爾大學的研究人員發(fā)現(xiàn)新合成的蛋白到達細胞中各自靶區(qū)室的一種新機制。旨在運送到線粒體中的蛋白并不會被直接運送到線粒體中，而是先被引導到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的表面上，在那里，它們沿著內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的表面“沖浪”。這種機制讓新合成的蛋白保持運送能力，并且可能阻止它們聚集在一起。蛋白聚集可能是導致阿爾茨海默病和帕金森病等人類疾病的關鍵問題。相關研究結(jié)果發(fā)表在2018年9月14日的Science期刊上，論文標題為“An ER surface retrieval pathway safeguards the import of mitochondrial membrane proteins in yeast”。論文通信作者為凱澤斯勞滕大學線粒體生物學專家Johannes Herrmann教授和魏茨曼科學研究所的Maya Schuldiner。
作為產(chǎn)生大多數(shù)細胞能量的區(qū)室，線粒體（即細胞的能量工廠）含有促進蛋白攝取的表面受體。Herrmann解釋道，“但是迄今為止，我們并不知道這些蛋白在到達線粒體表面之前會遇到什么。人們只是假設新和成的蛋白被直接靶向運動到它們的靶區(qū)室中。”
Herrmann團隊與Schuldiner密切合作，觀察到線粒體蛋白初被靶向引導到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的表面上。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是一種細胞內(nèi)室，起著將蛋白運送到各種細胞結(jié)構(gòu)中的中央分選站的作用。
論文作者、Herrmann實驗室博士生Katja Hansen解釋道，這種新的輸入途徑被稱作ER-SURF，“這是因為蛋白基本上沿著內(nèi)質(zhì)網(wǎng)表面沖浪”。Hansen通過遺傳篩選鑒定出在細胞內(nèi)蛋白轉(zhuǎn)運中起著重要作用的新組分。她解釋道，“我們能夠鑒定出內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相關蛋白在運送蛋白到線粒體表面上起著至關重要的作用。”
內(nèi)質(zhì)網(wǎng)起著緩沖系統(tǒng)的作用。Herrmann解釋道，“新合成的蛋白質(zhì)通常易于錯誤折疊和聚集。它們被結(jié)合到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)表面上并被儲存在那里，直到它們被傳遞到線粒體上。因此，ER-SURF將蛋白維持在一種保持運送能力的構(gòu)象中，并阻止它們聚集。這樣的蛋白聚集物對細胞是有害的，并被認為是許多疾病發(fā)展的基礎。”
Herrmann的團隊如今將試圖揭示他們的ER-SURF機制在人類疾病中的相關性。Herrmann說，“特別是阿爾茨海默病或帕金森病等神經(jīng)退行性疾病是由堆積的蛋白聚集物引起的。”如果能夠更好地理解導致這些聚集物形成的機制，那么我們可能能夠鑒定出治療和治愈這些疾病的策略。
還需開展進一步的研究來揭ER-SURF是否也在將蛋白質(zhì)靶向到其他的細胞區(qū)室中起著重要的作用。（生物谷）
參考資料：
Katja G. Hansen1,*, Naama Aviram2,*,†, Janina Laborenz et al. An ER surface retrieval pathway safeguards the import of mitochondrial membrane proteins in yeast. Science, 14 Sep 2018, 361(6407):1118-1122, doi:10.1126/science.aar8174.
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