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當(dāng)錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)壓倒細(xì)胞的蛋白質(zhì)質(zhì)量控制（Protein Quality Control，PQC）系統(tǒng)時(shí)，就會(huì)對(duì)細(xì)胞有害。研究人員現(xiàn)在能夠以一種工程的方法從細(xì)胞中去除蛋白質(zhì)聚集體。

哥德堡大學(xué)

6月29日消息

蛋白質(zhì)聚集體在衰老過(guò)程中積累，與阿爾茨海默病、帕金森病或亨廷頓病等神經(jīng)退行性疾病有關(guān)。瑞典哥德堡大學(xué)（University of Gothenburg）Nyström 實(shí)驗(yàn)室與德國(guó)馬克斯普朗克衰老生物學(xué)研究所（Max Planck Institute for Biology of Ageing）合作進(jìn)行的一項(xiàng)新研究，描述了一種新穎的工程方法，使蛋白質(zhì)聚集體在芽殖酵母和人類(lèi)細(xì)胞中都能適應(yīng)空間操縱，從細(xì)胞中去除。

許多神經(jīng)退行性疾病，如阿爾茨海默病、帕金森病或亨廷頓病，都與錯(cuò)誤折疊蛋白質(zhì)的聚集有關(guān)，但這些聚集是否與這些疾病有關(guān)尚不清楚。

來(lái)自哥德堡大學(xué)的  Thomas Nyström 教授研究小組能夠以一種工程的方式從細(xì)胞中去除這種蛋白質(zhì)聚集體，這一成果發(fā)表在《自然-通訊》（Nature Communications）雜志上。該系統(tǒng)最初是在廣泛使用的模型生物芽殖酵母中開(kāi)發(fā)的，但也已擴(kuò)展到人類(lèi)細(xì)胞中。

研究于2023年5月9日發(fā)表在《Nature Communications》（最新影響因子：17.694）雜志上

不含蛋白質(zhì)聚集體

作者通過(guò)將聚集體結(jié)合蛋白與子細(xì)胞靶向因子融合實(shí)現(xiàn)了這種合成細(xì)胞輸出系統(tǒng)，這樣當(dāng)子細(xì)胞被 pinched off 時(shí)，母細(xì)胞就不會(huì)有蛋白質(zhì)聚集體。這種方法在處理內(nèi)源性、與年齡相關(guān)的蛋白質(zhì)聚集體以及與亨廷頓病相關(guān)的突變亨廷頓蛋白聚集體方面是有效的。

研究人員通過(guò)將聚集體結(jié)合蛋白與子細(xì)胞靶向因子融合實(shí)現(xiàn)了這種合成細(xì)胞輸出系統(tǒng)，這樣當(dāng)子細(xì)胞被pinched off時(shí)，母細(xì)胞就不會(huì)有蛋白質(zhì)聚集體（ATS是聚集體靶向系統(tǒng)的縮寫(xiě)）

利用這一子代靶向系統(tǒng)，他們發(fā)現(xiàn)突變亨廷頓蛋白的輸出保護(hù)了酵母母細(xì)胞免于細(xì)胞死亡，這表明大量亨廷頓蛋白聚集體可能具有高毒性并導(dǎo)致疾病，而這一特性一直存在廣泛的爭(zhēng)議。

Arthur Fischbach （左）和 Thomas Nyström

潛在的未來(lái)治療方法

“據(jù)我們所知，這是第一次證明蛋白質(zhì)聚集體可以通過(guò)受控的工程方式從細(xì)胞中去除。其他類(lèi)型的細(xì)胞損傷也可能從具有我們的靶向系統(tǒng)的適應(yīng)版本的細(xì)胞中去除，”博士后研究員、該研究的主要作者 Arthur Fischbach 博士說(shuō)。

“雖然我們目前缺乏支持?jǐn)?shù)據(jù)，但聚集體靶向系統(tǒng)（aggregate targeting system，ATS）的概念有可能在未來(lái)被用作神經(jīng)退行性疾病的潛在新治療方法，或者至少可以更好地了解它們。鑒于這種緊迫性，這一領(lǐng)域?qū)?strong>創(chuàng)新療法的需求非常強(qiáng)烈”，他總結(jié)道。

創(chuàng)立于1891年的瑞典哥德堡大學(xué)

參考文獻(xiàn)

Source：University of Gothenburg

Engineered approach to remove protein aggregates from cells

Reference：

Fischbach, A., Johns, A., Schneider, K.L. et al. Artificial Hsp104-mediated systems for re-localizing protein aggregates. Nat Commun 14, 2663 (2023). https://doi.org/10.1038/s41467-023-37706-3

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       原文標(biāo)題 : 從細(xì)胞中去除蛋白質(zhì)聚集體的工程方法