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细胞中的蛋白沉积物,比如那些与帕金森氏症和阿尔茨海默氏病相关联的蛋白沉积物,也可以是有益的,至少在酵母细胞中是如此,苏黎世联邦理工学院的生物化学专家近日发现这一现象。研究人员发现了这些细胞中与年龄有关的沉积物的一种新形式,而这帮助我们重新思考我们对老龄化和老年痴呆症的看法。
我们会衰老是因为我们身体的细胞会随着时间的流逝而慢慢开始发生故障。这是科学家们对老化过程持有的普遍看法。例如老年人体内的细胞内部质量控制体系会衰退。该控制功能通常能够消除那些已变得不稳定,并且失去了正常三维结构的蛋白质。这些变形蛋白大量积累在一些疾病的细胞中,如帕金森氏症和阿尔茨海默氏。
对于苏黎世联邦理工学院的生物化学教授Yves Barral来说,老龄化进程是有缺陷的细胞功能和疾病所造成的后果的观点过于狭隘。它忽略了这样一个事实,即提到的所谓的朊病毒样蛋白的积累可能也会产生积极的效果,因此也不应该被称为细胞故障,他说。
老细胞能更好地应对压力
Barral提出这个结论是基于他对酵母细胞的研究。他和他的同事最近在这些细胞中发现了一种新型蛋白质聚集体,其在细胞变老时出现。科学家们能够证明,当细胞内部质量控制发生故障时,结果并不会造成这些蛋白质聚集体的增多。与此相反:在酵母细胞中有这些聚集体时,质量控制功能甚至会更好。“这看来似乎是这些聚集体有助于酵母细胞应对老化引起的生理变化,”, Barral小组的博士后,也是最近发表在eLife杂志上的该篇文章的第一作者Juha Saarikangas说道。 “我们非常兴奋地想知道什么类型的信息被存储在这些结构中”。
科学家们假定这些与衰老相关的蛋白质聚集体是由几个不同的蛋白质形成的。研究人员已经确定一个朊病毒样蛋白是聚集体的一部分。还有什么其他蛋白参与,以及为什么在细胞分裂时这些聚集体会留在母细胞中是需要进一步研究的课题。
聚集体可提高记忆力
只是在最近几年有科学家推测,细胞中的蛋白质聚集体通常发挥着积极的作用。Barral和他的研究小组在2013年就表明,酵母细胞的记忆经历就以蛋白质聚集体的形式与不成功的有性繁殖尝试经验有关。这些聚集体——它们与新发现的衰老相关的蛋白质聚集体并不相同——因此可作为酵母细胞的分子记忆。即使在小鼠中,朊病毒样的聚集体和记忆之间也存在着正相关关系。几个月前,美国的科学家证明在神经细胞中有这样聚集体的小鼠表现出了更加稳定的长期记忆。
“坏事也会变成好事”
无论这种衰老相关的蛋白质聚集体本来是一个故障还是健康细胞的一个正常功能,这对Barral来说都是一个科学问题——其中哲学理念也起到了重要作用:“我们西方社会理解老龄化主要是负面上的,这是一种疾病需要与之对抗的疾病,“他说。“这种思想体现在很多科学家的工作中,对老化的研究重点是寻找细胞中的缺陷。”而在其他社会是放置更多的价值在老龄化的积极效果上,如增加经验和知识——这种观点认为新发现的聚集体作为细胞的信息和记忆储存器。
“我们仍然是一个相当小的科学家团体,认为蛋白质聚集体并不是病态的——它们既不是意外,也不是缺陷,”Barral说。相反,这些蛋白质因为它们的正常功能而聚集。如帕金森氏症和阿尔茨海默氏这样的疾病仅当系统变得不平衡和太多的朊病毒样蛋白积累在细胞中的错误地方时才会出现。Barral继续道:“老龄化是两面性的,你在生命过程结束时死亡,这是消极的一面。但你是清醒状态下的死亡。而阿尔茨海默氏症也许就是一个好的开始却有一个坏的结束。”