DHX9应激颗粒如何保护子细胞免受紫外线诱导的RNA损伤

2024-03-19 15:06:52深情的哈密瓜

在细胞分裂过程中,新的子细胞从母细胞继承遗传物质和其他分子的混合物。这种遗传既包括有益的成分,可以帮助它们在生命中有一个强有力的开端,也包括潜在有害的突变或受损分子,给新生的子细胞带来重大挑战。

DHX9应激颗粒如何保护子细胞免受紫外线诱导的RNA损伤

子细胞如何管理和减轻有害遗传的影响仍然是一个谜。弗莱堡马克斯·普朗克免疫生物学和表观遗传学研究所的一项研究现已揭示了一种复杂的机制,子细胞可以通过这种机制保护自己免受从母细胞继承的紫外线损伤的RNA的侵害。

当阳光照射到我们的皮肤时,它们带来温暖和活力。然而,在这种温柔的拥抱之下却隐藏着一个潜在的威胁:紫外线(UV)辐射,这是阳光中能量最高的成分。尽管我们熟悉紫外线如何损害DNA并导致皮肤癌,但它对另一种重要分子RNA的影响却常常被忽视。

在测试细胞对各种压力源的反应时,研究人员注意到一些有趣的事情:在紫外线辐射后,一种名为DHX9的蛋白质在细胞质内聚集成液滴结构。

“DHX9是一种通常存在于细胞核中的酶,具有结合RNA的能力。在细胞核外发现这种形成液滴的蛋白质让我们非常惊讶。这就像在沙漠中发现一个巨大的雪球一样,”该中心主任AsifaAkhtar说。弗莱堡免疫生物学和表观遗传学MPI。

揭开DHX9颗粒的神秘面纱

由于众所周知紫外线辐射会导致DNA损伤,因此研究人员最初怀疑这些DHX9颗粒是针对此类损伤的防御机制。

“与这一假设相反,我们发现DHX9颗粒不是由各种形式的DNA损伤刺激触发的。这促使我们深入研究真正的触发因素,”该研究的第一作者YilongZhou说。因此,该团队开发了一种突破性的液滴提取方法,直接从细胞中分离出这些颗粒并分析其含量。

令人惊讶的是,研究小组发现DHX9颗粒作为一种特殊类型的应激颗粒,里面充满了受损的RNA。

“紫外线对RNA的破坏作用常常被低估,而其对DNA的影响却被其所掩盖。现在,我们发现了一种巧妙的机制,细胞可以在DHX9颗粒的帮助下分离和中和有害的紫外线损伤的RNA,”Akhtar解释道。

当细胞检测到紫外线照射引起的RNA损伤时,它们会迅速将受损分子捕获到DHX9颗粒中,从而防止它们造成进一步的伤害。这种保护机制有效地限制了损害,并确保它不会在细胞内失控地扩散,造成进一步的混乱。

子细胞的保护机制

“更让我们着迷的是,带有DHX9颗粒的细胞总是成对出现,这表明它们不是在最初受到紫外线损伤的母细胞中形成的,而是在后来新生的子细胞中形成的,”周一龙说。活细胞视频成像证实了这一假设。

“你可以从字面上看到,DHX9通常存在于细胞核中,但在细胞分裂后不久,当两个子细胞形成时,它会聚集在细胞质中的液滴中,”Zhou继续说道。

有趣的是,阻止子细胞中DHX9颗粒的形成会导致严重的细胞死亡,这突显了子细胞发现祖细胞受损RNA并将其隐藏到DHX9颗粒中的能力。阿赫塔尔说:“这个过程就像把石板擦干净,让他们准备好作为一个细胞开始自己的旅程,而不是拖着上一代的包袱。”

了解我们的子细胞如何防御紫外线引起的亲本RNA损伤不仅可以加深我们对细胞周期的理解,还为医学研究开辟了新的可能性。晒伤、神经退行性疾病和癌症等疾病与RNA平衡破坏和细胞周期不规则密切相关。

Akhtar解释说:“更好地了解新生细胞如何选择性识别和降解受损的RNA,可能会为以RNA管理不当或应激反应失调为特征的疾病找到新的治疗靶点。”

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