发现揭示了细胞中的脂质信号微域

根据威尔康奈尔医学院研究人员的一项研究，称为磷脂的重要信号分子在称为冷凝物的小隔室中的整个细胞中具有活性，而不是像之前认为的那样主要在细胞膜中发挥作用。这一发现有助于开辟细胞生物学研究的新途径，也可能与肌萎缩侧索硬化症(ALS)和阿尔茨海默病等神经退行性疾病的研究相关。

细胞中的凝聚物细胞也称为生物分子凝聚物，其行为类似于水中的油滴。它们由蛋白质(通常是 RNA 分子)组成，这些分子在细胞中微弱地聚集形成不同的小球。这些小球形成的隔室具有化学特性，与周围细胞的水状内部不同。

冷凝物有许多不同种类，其明显功能包括浓缩蛋白质，这些蛋白质共同作用以支持细胞过程以及在细胞分裂时隔离 RNA处于压力之下。现在，冷凝物也被视为神经退行性疾病(包括 ALS、阿尔茨海默病、帕金森病和亨廷顿病)中发现的异常蛋白质聚集体形成的潜在位点。

研究，发表于Nature Chemical Biology ，研究人员发现证据表明，冷凝物经常含有磷脂以及众所周知的蛋白质和 RNA 成分。这些缩合物通常含有作用于磷脂的酶，这表明缩合物作为磷脂信号传导中心的作用以前被忽视。科学家们还发现，他们可以通过改变磷脂水平来操纵冷凝物的数量和性质。

“这是一项基础科学发现，显示了细胞中脂质信号传导的主要位点，”该研究的资深作者、威尔康奈尔医学院药理学系格林伯格-斯塔尔教授 Samie Jaffrey 博士说。

该研究的第一作者是 Jason Dumelie 博士，他是药理学讲师，也是威尔康奈尔医学院 Jaffrey 实验室的成员。该研究还包括与威尔康奈尔医学院药理学教授史蒂文·格罗斯博士的分析化学专家实验室的合作。

尽管科学家们越来越多地认为冷凝物对健康和疾病很重要，但他们对冷凝物的作用知之甚少。除蛋白质和RNA外的分子成分。

在研究中，博士。 Jaffrey、Dumelie 和他们的同事专注于细胞中的有机小分子，这些分子通常参与生化过程，被称为代谢物。研究人员制作了普通冷凝物的实验室培养皿版本，并用数百种代谢物的普通细胞混合物包围它们。

在 Gross 实验室成员药理学研究副教授陈秋英博士的帮助下，他们使用了一种名为质谱的技术对凝结物中更加浓缩的代谢物进行编目。

令他们惊讶的是，他们发现由不同蛋白质聚集体形成的冷凝物却倾向于吸引相似的代谢物。这些代谢物中最突出的是与脂肪相关的分子，称为脂质，特别是磷脂。

磷脂是细胞膜的关键成分，在多种细胞过程中充当信号分子，包括免疫、应激反应和认知功能。

“通常情况下，如果你问科学家磷脂在细胞中的位置，他们会说在细胞膜中，”杜梅利博士说道。 “但正如我们的研究表明，它们也存在于这些凝结物中。”

这一发现有助于解释之前的研究，该研究发现已知介导磷脂信号传导的酶神秘地存在于冷凝物中。然而，考虑到神经退行性疾病中凝聚物和蛋白质聚集之间的联系，其影响可能远远超出基本的细胞生物学。

“我们在研究中发现，通过添加磷脂，我们可以显着改变我们观察到的一种缩合物的性质，”杜梅利博士说道。 “这表明我们现在正在研究使用此类脂质来改变冷凝物以防止神经退行性疾病中有毒蛋白质聚集体形成的可能性。”