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為了生存和生長，細(xì)胞必須正確評估自身可用的資源，并將這些資源與細(xì)胞生長和代謝結(jié)合在一起，這一環(huán)節(jié)出現(xiàn)錯誤就會引發(fā)細(xì)胞死亡或細(xì)胞功能異常，而制定這些決策的關(guān)鍵就是mTOR通路，該通路能夠?qū)⒓?xì)胞營養(yǎng)、代謝和疾病相聯(lián)系起來。 圖片來源：Steven Lee/Whitehead Institute mTOR信號通路能夠摻入來自多種因素的信號，諸如氧氣水平、營養(yǎng)有效應(yīng)、生長因子及胰島素水平等，從而就能夠促進(jìn)或限制細(xì)胞的生長和代謝情況。但當(dāng)該通路失去控制時，就會引發(fā)多種類型疾病，包括癌癥、糖尿病和阿爾茲海默病等；理解控制該通路的多種傳感器或能幫助研究人員開發(fā)治療多種疾病的新型療法，而下調(diào)該通路的水平也能夠促進(jìn)小鼠和其它有機(jī)體變得更加長壽。 盡管必需氨基酸—甲硫氨酸是細(xì)胞進(jìn)行仔細(xì)感知的關(guān)鍵營養(yǎng)物質(zhì)，但研究人員并不知道到底其是如何為mTOR信號通路提供補(bǔ)給的，如今刊登在國際著名雜志Science上的一篇研究報告中，來自懷特黑德研究所的研究人員鑒別出了一種名為SAMTOR的特殊蛋白，該蛋白能作為mTOR通路的一種傳感器來幫助甲硫氨酸衍生物S—腺苷甲硫胺酸（SAM）的產(chǎn)生。 甲硫氨酸對于蛋白質(zhì)合成非常必要，同時其也能夠產(chǎn)生代謝產(chǎn)物SAM，而SAM主要參與關(guān)維持細(xì)胞生長的關(guān)鍵細(xì)胞功能，包括DNA甲基化、核糖體的生物合成及磷脂代謝等，更有意思的是，甲硫氨酸的限制常常會增加機(jī)體對胰島素的耐受性和壽命，這就類似于mTOR通路活性被抑制后產(chǎn)生的抗衰老效應(yīng)，但mTOR、甲硫氨酸及機(jī)體老化之間的關(guān)聯(lián)目前研究人員并未有效闡明。 研究者Sabatini說道，甲硫氨酸限制的表型和mTOR抑制之間會有很多相似性，而SAMTOR蛋白的存在或許就能提供一些誘人的數(shù)據(jù)，當(dāng)然這也說明了，這些表型或許從機(jī)制上來講是相關(guān)聯(lián)的。研究者發(fā)現(xiàn)，亮氨酸和精氨酸是mTOR信號通路的分子傳感器，本文研究中，他們鑒別出了此前一種并不特殊的蛋白質(zhì)似乎能同mTOR通路的組分發(fā)生相互作用，隨著深入的研究，研究者發(fā)現(xiàn)，該蛋白（SAMTOR）能與SAM結(jié)合，從而間接地測定細(xì)胞中可用的甲硫氨酸的水平，這或許就使得SAMTOR蛋白成為了一種特殊的營養(yǎng)感受器來調(diào)節(jié)mTOR通路。 研究者Orozco認(rèn)為，人們常常會試圖闡明細(xì)胞中甲硫氨酸被感知的分子機(jī)制，我認(rèn)為，這項研究中我們首次在哺乳動物細(xì)胞中描述了甲硫氨酸如何調(diào)節(jié)主要的信號通路，諸如mTOR信號通路。當(dāng)前研究表明，SAMTOR蛋白在感知甲硫氨酸過程中扮演著至關(guān)重要的角色，甲硫氨酸的代謝對于許多細(xì)胞功能都非常重要，未來研究人員還將深入研究SAMTOR和機(jī)體壽命延長、胰島素敏感性增加之間的關(guān)聯(lián)，這些效應(yīng)的產(chǎn)生常常和較低的甲硫氨酸水平直接相關(guān)。 本文研究中，研究者闡明了甲硫氨酸的限制如何和多種有機(jī)體的有益效應(yīng)相關(guān)，而且SAMTOR蛋白的發(fā)現(xiàn)或能為研究人員提供一種深入研究的基礎(chǔ)，mTOR通路上游的營養(yǎng)感知途徑或許能夠有效對特定營養(yǎng)物質(zhì)的可利用產(chǎn)生反應(yīng)，進(jìn)而調(diào)節(jié)細(xì)胞生長，當(dāng)然了后期研究人員還有很多問題需要深入研究，比如為何細(xì)胞會進(jìn)化出對特定營養(yǎng)物質(zhì)的感知機(jī)制，以及細(xì)胞如何以不同方式來處理這些營養(yǎng)物質(zhì)等問題。 原始出處： Xin Gu, Jose M. Orozco, Robert A. Saxton, et al. SAMTOR is an S-adenosylmethionine sensor for the mTORC1 pathway. Science (2017). DOI: 10.1126/science.aao3265 轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)：生物谷旗下轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)專業(yè)平臺 |
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