미각 센서는 파리에서 단백질을 순서대로 유지합니다.
발달에서 성체 단백질의 새로운 역할
날짜:
2022년 7월 21일
원천:
플로스
요약:
새로운 연구에 따르면 단맛 감각을 촉진하는 유전자 세트는 파리가 발달하는 동안 단백질 관리에도 중요합니다. 이 발견은 성공적인 발달의 핵심 과정에 대한 이해를 확장하고 맛 관련 유전자와 단백질 응집 장애 사이의 연관성을 시사합니다.
영국 브리스톨 대학교(University of Bristol)의 유지니아 피디니( Eugenia Piddini)와 동료들의 새로운 연구에 따르면, 단맛 감각을 촉진하는 유전자 세트는 파리 발달 동안 단백질 관리에 중요합니다 . 생물학 . 이 발견은 성공적인 발달의 핵심 과정에 대한 이해를 확장하고 맛 관련 유전자와 단백질 응집 장애 사이의 연관성을 시사합니다.
단백질 항상성 또는 단백질 항상성은 세포 단백질을 기능적 상태로 유지하고 복구할 수 없는 손상된 단백질을 제거하는 일련의 과정입니다. 리보솜은 단백질을 합성하는 다중 단백질 분자 기계이며, 리보솜 단백질을 암호화하는 유전자의 돌연변이는 단백질 합성을 손상시킬 뿐만 아니라 단백질 유지를 방해하여 만성 단백질 독성 스트레스를 유발합니다. 그 스트레스는 차례로 세포에 많은 영향을 미치고 발달 지연 및 기타 불규칙성을 초래합니다.
이러한 proteostasis의 파괴로 인한 장애를 더 잘 이해하기 위해 저자는 번데기 발달 단계에서 정상 대 리보솜 단백질 돌연변이 파리의 유전자 발현을 비교했습니다. 뜻밖에도 그들은 Gr64 유전자라고 불리는 6개의 미각 수용체를 코딩하는 유전자 그룹이 돌연변이 세포에서 상향 조절된다는 것을 발견했습니다.
Gr64 수용체가 이전에 성충 파리 뉴런에 존재하는 것으로 알려져 있었기 때문에 이 발견은 예상치 못한 것이었습니다. Gr64 유전자의 작업 복사본이 1개(2개가 아니라)인 리보솜 단백질 돌연변이 파리에서 세포자멸사라는 과정을 통해 세포 사멸이 증가했습니다. Gr64 유전자의 완전한 제거는 리보솜 돌연변이체에서 다중 형태학적 결함을 유도했지만 정상적인 리보솜 단백질을 가진 세포에서는 거의 또는 전혀 영향을 미치지 않았습니다.
리보솜 단백질 돌연변이가 있는 세포는 정상 세포에 비해 불리한 위치에 있으며, 둘 다 발생하는 발달 조직에서 종종 제거됩니다. 한 세트의 Gr64 유전자만 보유하고 있는 돌연변이체는 훨씬 더 나쁜 상태로 정상 세포보다 훨씬 더 빠른 속도로 손실된다는 것을 저자들은 발견했습니다. Gr64 단백질의 수준이 가변적이고 정량적으로 감소했을 때, 팀은 감소의 가장 직접적인 효과가 손상된 단백질이 제거되고 재활용되는 두 가지 다른 경로인 프로테아솜과 자가포식솜의 기능에 있다는 것을 보여주었다.
proteostasis 촉진과 미각 사이의 연결은 칼슘 흐름을 조절하는 Gr64 단백질의 분자 메커니즘을 통해 가능성이 높습니다. 칼슘 수치의 변화는 감각 세포에서 신호 변환기로 사용되며, 또한 프로테오솜 기능과 자가포식을 포함하는 여러 proteostatic 과정을 조절합니다. 흥미롭게도, 알츠하이머병과 파킨슨병을 포함한 단백질 항상성의 상실을 특징으로 하는 여러 인간 질병의 영향을 받은 뇌 조직에서 조절되지 않고 제자리에 있지 않은 미각 및 후각 수용체가 감지되었습니다.
Piddini는 "우리 연구는 미각 수용체가 파리에서 발달하는 동안 단백질 항상성을 유지하는 데 이전에는 인식되지 않은 역할을 한다는 것을 시사하며, 칼슘 조절 단백질과 단백질 응집 장애 및 단백질 독성 스트레스 사이의 연관성을 보다 일반적으로 지적합니다."라고 말했습니다.
Piddini는 다음과 같이 덧붙였습니다. "우리의 발견에서 진정으로 매혹적인 것은 세포가 단백질 독성 스트레스에 대처하기 위해 적응하는 방법에 대해 우리가 이해하는 바가 거의 없다는 것입니다. 우리의 실험 전략은 추가적인 새로운 단백질 항상성 유전자를 검색하고 발견하는 방법으로 더 사용될 수 있습니다."
공동 저자인 마이클 바움가트너(Michael Baumgartner)는 "이 연구 결과는 세포 생물학에서 중요한 주제를 강조합니다: 맥락이 모든 것입니다. '미각 수용체'라는 이름을 보고 그것이 이야기의 끝이라고 생각하기 쉽지만, 진화가 끝나면 거의 모든 것을 용도 변경할 수 있고 또 다른 용도로 사용할 것입니다. 이것은 겉보기에 과도하게 전문화된 미각 수용체가 이전에 인식된 것보다 더 유연할 수 있다는 가능성을 강조합니다."