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Your Good Partner in Biology Research

Nature子刊揭示全新的信號傳導機制

日期:2015-12-04 08:49:42


 在生物學領域,自由基往往被視為萬惡之源,會損害DNA、RNA和蛋白質。由于這樣的氧化損傷與衰老和癌癥有關,不少人選擇服用抗氧化劑來降低自由基的潛在危害。

 

實際上,自由基也是一種不可或缺的信號分子,在機體內控制著重要的功能。比利時Ghent大學的研究團隊最近在線蟲模型(秀麗隱桿線蟲)中發現了一個能生成這種自由基信號的球蛋白。這項研究發表在十二月一日的Nature Communications雜志上。

 

我們最熟悉的一種球蛋白是血紅蛋白,它們是高等生物血液中攜帶氧的運載工具,負責捕獲肺部的氧氣并將其輸送給其他組織。Ghent大學的Sasha De Henau及其同事發現了另一種球蛋白。這種球蛋白不具備運輸氧的功能,它們牢固連接在細胞膜上,把電子貢獻給氧使其變成自由基(過氧化物)。這一過程發生在生殖細胞周圍的組織中,那里有一種特殊的酶,能把過氧化物進一步轉變為過氧化氫。過氧化氫是一種活性很強的化合物,常用于傷口消毒、牙齒漂白和頭發漂白。

 

據介紹,線蟲體內生成的過氧化氫濃度是無害的。在細胞膜的內外兩側,過氧化氫的生成速度并不相同,會建立起跨膜的過氧化氫梯度。這種過氧化氫梯度可以調控生殖細胞的生成。研究顯示,上述自由基信號對于線蟲是必不可少的。敲低新發現的球蛋白會導致動物無法生育。

 

這項研究首次發現了作為自由基生產者的球蛋白。此外,跨膜過氧化氫梯度的信號機制是生物學領域的一個全新概念。

 

人類是否也使用特殊球蛋白進行細胞間通訊呢?這是很有可能的。最近人們發現的人類球蛋白似乎并沒有涉及氧運輸,而是與細胞的信號傳導有關。這些人類球蛋白可能也是自由基生產者,遵循同樣的生物學原理。

 

科學家們很可能還會在線蟲中獲得更多意想不到的球蛋白發現。因為線蟲基因組編碼了33種球蛋白,大多數球蛋白的功能還是個未知數。