許多讓我們活著的過程也讓我們處于危險(xiǎn)之中。例如，我們細(xì)胞中產(chǎn)生能量的化學(xué)反應(yīng)也會(huì)產(chǎn)生自由基——從其他分子那里竊取電子的不穩(wěn)定分子。當(dāng)產(chǎn)生過剩時(shí)，自由基會(huì)造成附帶損害，可能引發(fā)癌癥、神經(jīng)或心血管疾病等功能障礙。
細(xì)胞通過合成抗氧化劑、中和自由基的化合物來解決這個(gè)問題。在一項(xiàng)新的研究中，洛克菲勒的科學(xué)家們確定了一種關(guān)鍵分子，它將人體的主要抗氧化劑谷胱甘肽運(yùn)送到細(xì)胞的線粒體中，在那里大量產(chǎn)生自由基。這一發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《自然》雜志上，為研究氧化應(yīng)激及其破壞作用開辟了新的可能性。
洛克菲勒大學(xué)查普曼佩雷爾曼助理教授Kivanç Birsoy說：“通過確定潛在的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，我們現(xiàn)在可以控制進(jìn)入線粒體的谷胱甘肽的數(shù)量，并專門從源頭研究氧化應(yīng)激。”
穿梭進(jìn)入線粒體
為了避免氧化應(yīng)激，細(xì)胞需要適當(dāng)?shù)仄胶饩€粒體內(nèi)自由基和抗氧化劑的水平，線粒體是產(chǎn)生能量的地方。因?yàn)楣入赘孰氖窃诰€粒體外產(chǎn)生的，在細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中，科學(xué)家們首先想知道它是如何被運(yùn)輸?shù)竭@些微小的能量室中的。
為了闡明這一過程，Birsoy 的團(tuán)隊(duì)監(jiān)測(cè)了細(xì)胞中響應(yīng)谷胱甘肽水平的蛋白質(zhì)表達(dá)。“我們假設(shè)谷胱甘肽被一種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白穿梭，其產(chǎn)生受谷胱甘肽調(diào)節(jié)，”Birsoy 說。“因此，如果我們降低谷胱甘肽的水平，細(xì)胞應(yīng)該通過上調(diào)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白來進(jìn)行補(bǔ)償。”
分析指出了 SLC25A39，這是線粒體膜中的一種蛋白質(zhì)，其功能迄今未知。研究人員發(fā)現(xiàn)，阻斷 SLC25A39 會(huì)減少線粒體內(nèi)的谷胱甘肽，而不會(huì)影響其在細(xì)胞其他地方的水平。其他實(shí)驗(yàn)表明，沒有 SLC25A39，小鼠就無法生存。在被設(shè)計(jì)為缺乏這種蛋白質(zhì)的動(dòng)物中，紅細(xì)胞由于無法將谷胱甘肽帶入線粒體而迅速死于氧化應(yīng)激。
轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的識(shí)別可能會(huì)導(dǎo)致更好地了解與氧化應(yīng)激相關(guān)的各種疾病途徑，包括與衰老和神經(jīng)有關(guān)的疾病途徑。“這些疾病可能通過刺激抗氧化劑轉(zhuǎn)運(yùn)到線粒體中來治療或預(yù)防，”Birsoy 說。
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