Protein-änderung steuert die Zelle die Reaktion auf stress, Immunität und Lebensdauer

Protein-änderung steuert die Zelle die Reaktion auf stress, Immunität und Lebensdauer

2019-01-16

Wissenschaftler haben gezeigt, einen zentralen Mechanismus in worms, beteiligt sich an der Kontrolle der zellulären Antwort auf stress, eine Studie in eLife berichten.

Die Entdeckung liefert wichtige neue Einblicke in eine stress-Antwort-Mechanismus, genannt entfaltete protein response (UPR) und wird den Forschern helfen zu verstehen, die Prozesse, die zum Schutz der Zellen, Steigerung der Immunität, und erhöhen die Lebenserwartung.

Die Fähigkeit eines Organismus zur Bewältigung einer sich ständig verändernden und herausfordernden Umfeld liegt in seiner Fähigkeit zu aktivieren, stress-Antworten. Eine der wichtigsten biologischen Komponenten betroffen, die von stress auf die Mitochondrien-die Energie-Herstellung von Maschinen unserer Zellen. Tiere reagieren auf mitochondrialen stress durch die Aktivierung der UPR — ein surveillance-Programm, überwacht die mitochondriale Funktion und Signalen an den Zellkern (das Kontrollzentrum der Zelle) — wenn etwas falsch ist. Obwohl einige Komponenten der UPR identifiziert wurden, genau wie es gesteuert wird, ist noch unklar.

„Wir hatten zuvor identifizierten Gene, die wichtig für die Aktivierung des mitochondrialen stress-Reaktion“, erklärt der Erstautor Kaiyu Gao, student am Institut für Molekulare Medizin, Universität Peking, China. „Unter diesen war der ulp-4-gen, das ein Enzym, das entfernt ein Molekül namens SUMO-Proteine, dramatische Auswirkungen auf Ihre Funktion. In dieser Studie legen wir dar, um zu sehen, ob die ULP-4-Enzym wurde notwendig, für die stress-Reaktion, und ob es Einfluss auf die Reaktion durch entfernen SUMO-Gruppen.“

Die Mannschaft, die zuerst blockiert die Aktivität der ulp-4-gen in worms und untersucht, ob dieser betroffen ist der UPR-Reaktion. Dies verhindert die Stressreaktion in den Mitochondrien, aber nicht stress responses in andere Teile der Zelle. Wenn Sie wiederhergestellt hohen Niveaus der ULP-4-Molekül in die zuvor ULP-4-defizienten Würmer, fanden Sie die Tiere in der Lage waren, zur Aktivierung der mitochondrialen stress-Reaktion, was darauf hindeutet, dass die ULP-4 ist notwendig für die UPR.

Sie das nächste mal sah, wie ULP-4 Einflüsse der mitochondrialen UPR. Durch die Durchführung von protein-Bindung Experimente in Hefe-Zellen, Sie identifizierten zwei Moleküle, die in Wechselwirkung mit ULP-4 genannt DVE-1 und ATFS-1. Beide Moleküle hatten bestimmte Websites, wo ein SUMO-Gruppe Hinzugefügt werden konnte, so war die nächste Frage, ob ULP-4 war beteiligt bei der Beseitigung dieser Gruppen, und ob diese betroffen sind die UPR. Das team fand heraus, dass die ULP-4 entfernt der SUMO-Gruppe von DVE-1. Sie zeigte auch, dass dies geschieht in worms und mit dem anderen Molekül interagiert mit ULP-4, ATFS-1.

Schließlich werden die Forscher untersuchten, wie ULP-4 wirkt sich auf die Belastbarkeit und die Lebensdauer der Würmer. Sie fanden heraus, dass Würmer fehlt ULP-4 hatte eine unterdrückte Immunantwort und eingeschränkte überlebenszeit nach Infektion mit Pseudomonas-Bakterien. Und unter gestressten Bedingungen, die einen Mangel in der ULP-4 (oder verhindert die Zugabe von SUMO-Gruppen durch mutierend DVE-1 oder ATFS-1) drastisch reduzierte Lebensdauer.

„Wir haben festgestellt, protein-Modifizierung, fördert die Immunabwehr und Lebensspanne-Verlängerung während der mitochondrialen stress“, schließt senior-Autor Ying Liu, Assistant Professor am Institut für Molekulare Medizin der Universität Peking. „Ob die Zugabe von SUMO-Gruppen auf die andere Proteine in der mitochondrialen Qualitätskontrolle Prozess ist würdig exploration. Als UPR und ULP-4 existieren im Menschen, targeting SUMO-Aktivität könnte eines Tages untersucht werden, wie eine mögliche Behandlung Strategie für mitochondriale Erkrankungen und altersbedingte Krankheiten.“