酵母研究表明细胞应激期间核糖体会在线粒体上休眠

受压酵母能告诉我们哪些有关细胞基本过程的信息?根据海德堡欧洲分子生物学实验室的Mattei团队的说法，有很多。该团队研究的主题包括细胞如何适应压力(例如营养缺乏)。

他们最喜欢的测试对象之一是酵母菌种S.pombe，这种酵母菌在传统酿酒业中使用了几个世纪。作为真核生物，它在许多方面与人类细胞相似，因此生物学家经常用它作为模型生物来研究基本的细胞过程。

核糖体在饥饿的细胞中颠倒过来

科学家发现酵母细胞对饥饿具有惊人的适应能力：它们的线粒体被一群称为核糖体的大量分子复合物包裹。弗吉尼亚大学医学院的Mattei团队和Jomaa实验室对这一奇怪现象很感兴趣，他们利用单粒子低温电子显微镜和低温电子断层扫描技术对其进行了更详细的探索。研究结果发表在《自然通讯》上。

核糖体是细胞中生产蛋白质的重量级分子机器。然而，事实证明，在饥饿的酵母细胞中，聚集在线粒体表面的核糖体不会产生任何蛋白质。它们处于冬眠状态。

“细胞在压力条件下生存直至好转的一种方法是将其能量消耗降至最低，”领导这项新研究的Mattei团队的EIPOD博士后研究员OlivierGemin解释说。“生产蛋白质需要大量能量，而阻断核糖体可以节省这些能量。”

冬眠核糖体为何附着在线粒体表面仍是一个谜。

“可能有不同的解释，”研究小组负责人西蒙尼·马泰伊(SimoneMattei)说。“饥饿的细胞最终会开始消化自身，因此核糖体可能会包裹线粒体以保护它们。它们也可能附着在线粒体内触发信号级联。”

Mattei正在研究的另一种可能性与饥饿细胞需要一种方法来在食物(以葡萄糖的形式)再次可用时快速开始产生能量有关。由于线粒体是细胞的能量生产者，附近有核糖体来生产必要的蛋白质可能有助于这一过程。

令科学家们惊讶的是，核糖体附着在线粒体外膜上的方式与之前的认知相矛盾。

“到目前为止，人们知道核糖体仅通过其大亚基与膜相互作用。但在饥饿细胞中，我们发现它们通过小亚基颠倒了这一过程，”马泰伊说。

在未来的研究中，研究小组将调查核糖体如何以及为何以这种不寻常的方式附着。

癌细胞经历它们自己创造的

饥饿的酵母细胞的挣扎与癌细胞的挣扎有相似之处。

不管你信不信，做癌细胞真的很难。当肿瘤变得具有侵袭性时，它的细胞会迅速生长，以至于它们对营养和氧气的需求超过了供应。这意味着大多数癌细胞都在为自己创造的中不断挨饿。

然而，它们仍然生存下来，甚至繁衍。

弗吉尼亚大学医学院助理教授兼小组负责人、该研究的高级合著者艾哈迈德·朱马(AhmadJomaa)说：“这就是为什么我们需要了解适应饥饿的基本原理，以及这些细胞如何进入休眠状态以维持生命并避免亡。”

“为此，我们首先使用酵母，因为我们可以更轻松地操纵它。除此之外，我们还尝试饿培养的癌细胞，这并不容易，以弄清楚它们如何克服饥饿，有时会导致癌症复发。”

了解这种适应的原理可以帮助我们找到克服它的方法，使癌细胞更容易挨饿，从而更容易接受治疗。

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