研究揭示了压力通路如何激活细胞的应急反应程序

求救！SOS！像这样的遇险信号在世界各地都被用来表示紧急情况。构成你身体的细胞也有自己版本的紧急信号。例如，如果细胞被病毒或细菌感染，或者缺乏氨基酸等重要组成部分，这些就会被激活。加州理工学院的一项研究确定了这些细胞“压力途径”如何激活质量控制机制，从而在危机期间清除损伤

这项研究是在David Chan、Harold和Violet Alvarez生物学教授兼研究生院院长的实验室进行的，发表在《分子细胞》杂志上的一篇题为“综合应激反应的HRI分支选择性触发线粒体自噬”的论文中对此进行了描述

有四种不同的应激途径触发细胞停止其正常功能。每种压力途径都有自己的相关蛋白，称为激酶，它会像保安听到警报后跳起来一样被激活

一旦被激活，激酶通过向一种名为EIF2的蛋白质中添加磷化合物来修饰它，从而使EIF2失效。EIF2是细胞执行正常蛋白质生产功能的主要引发剂，因此“磷酸化”它会导致细胞中大多数蛋白质生产暂停

该研究的第一作者、博士后学者Yogaditya Chakrabarty说：“如果发生火灾，你想停止你正在做的一切，并处理好火灾。”。“通过磷酸化阻止EIF2有效地关闭了细胞的功能，使其能够专注于紧急情况。”

在压力期间，细胞还必须激活“质量控制”途径，以确保细胞成分的保真度。这些质量控制机制不像保安，更像门卫——它们可以降解破碎或损坏的蛋白质和细胞部分。以前还不知道压力途径是如何影响质量控制途径并与之相互作用的

新的研究表明，在应激状态下，磷酸化的EIF2结合在线粒体表面，从而激活这些细胞器的质量控制反应。通过这种方式，磷酸化的EIF2起到保安和看门人的双重作用

了解这些细胞过程的细节对于阿尔茨海默氏症和帕金森氏症等疾病的研究很重要，因为这些疾病和其他神经系统疾病的特点是失去质量控制机制

Chakrabarty说：“线粒体通常被称为‘细胞的动力源泉’，我们了解到细胞有复杂的机制来保护其发电机的关键功能。”。他目前正在扩大这项工作，以探索压力途径是否也与其他质量控制机制相互作用 More information: Yogaditya Chakrabarty et al, The HRI branch of the integrated stress response selectively triggers mitophagy, Molecular Cell (2024). DOI: 10.1016/j.molcel.2024.01.016

Journal information: Molecular Cell