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科学家发现促使细胞死亡的重要基因

2018-12-5 环球解密

据每日科学(sciencedaily)网站报道,近期,澳大利亚沃尔特伊丽莎医学研究所(Walter and Eliza Hall Institute)的科学家们发现了促使细胞死亡的微观机制的一个重要组成部分。

这些科学家对迫使受损、患病或无用的细胞走向死亡的“促死亡”机制展开了研究,过程中发现名为VDAC2的蛋白质对于一种关键的促死亡蛋白(被称作Bax)的功能至关重要。而且,VDAC2还有助于抗癌药杀死某些癌细胞。该研究成果发表在近日的《自然通讯》(Nature Communications)期刊上。

细胞的死亡过程被称作“细胞凋亡”(apoptosis),凋亡过程由受到精密调节的蛋白质“机器”驱动,对于除掉不需要的、受损的或患病的细胞起著举足轻重的作用。

细胞凋亡对我们身体的发育和维持都至关重要,科学家们已经发现,驱动细胞凋亡的蛋白质机制中的缺陷与一系列疾病有关。有缺陷的细胞死亡蛋白质也与癌症的发展以及癌细胞对治疗的抗性有关联。

蛋白质Bax是细胞死亡机制的关键组成部分,它能协助形成一种化合物,使细胞在凋亡中走上“不归路”。

“当细胞凋亡被触发时,Bax有助于将细胞带上‘不归路’,在细胞的发电站——线粒体中形成毛孔。这会释放出最终的”刽子手“蛋白质,解体细胞。”一位团队成员解释说。“如果能了解Bax是如何发挥作用的,将不仅会带来促使细胞死亡的新疗法(应用于癌症之类的疾病),也会带来阻止细胞死亡的疗法,或可在神经退变性疾病或中风等情况下挽救细胞。”

来自eurekalert.org网站的类似报道也揭示,该团队研究了Bax和另一种相关的Bak蛋白质是如何杀死细胞的,并使用CRISPR技术剔除了不同功能的基因。尽管这两种蛋白质在功能和结构上非常相似,但科学家们发现了一种仅对Bax、而非Bak发挥重要作用的基因——VDAC2,这令他们感到惊讶。

“我们得以对该研究进行跟进,以证实这种名为VDAC2的蛋白质是一种催化剂,可帮助Bax与线粒体结合并在其外膜上形成毛孔,从而杀死细胞,”研究人员表示。“有趣的是,VDAC2的‘日常工作’是维持线粒体的功能,将代谢物输入和输出线粒体。”

另一位团队成员黄教授表示,细胞死亡机制的失效也与癌细胞对癌症治疗的抵抗息息相关。“Bax对于帮助抗癌药物杀死癌细胞非常重要——没有Bax及其同类的Bak,癌细胞在接受一系列抗癌治疗时不会发生细胞凋亡。”

“我们的研究表明,BAC需要VDAC2来驱动癌细胞对常规化疗药物以及最近开发的BH3模拟物的反应,”黄教授说。

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