CNIO研究人員發(fā)現(xiàn)了使生物體適應(yīng)禁食條件的分子開(kāi)關(guān)

從環(huán)境中獲取能量和營(yíng)養(yǎng)——即進(jìn)食——是一項(xiàng)非常重要的功能，數(shù)億年來(lái)，它一直通過(guò)復(fù)雜的機(jī)制進(jìn)行調(diào)節(jié)。其中一些機(jī)制現(xiàn)在才開(kāi)始被解開(kāi)。西班牙國(guó)家癌癥研究中心 (CNIO) 的一個(gè)小組發(fā)現(xiàn)了他們的一個(gè)關(guān)鍵組成部分——一種控制生物體適應(yīng)低細(xì)胞營(yíng)養(yǎng)水平能力的開(kāi)關(guān)。

所涉及的蛋白質(zhì)是 RagA，它是 mTOR 分子途徑的一部分，其在代謝活動(dòng)調(diào)節(jié)中的重要性幾十年來(lái)一直為人所知。CNIO 研究人員發(fā)現(xiàn)，如果 RagA 持續(xù)激活，細(xì)胞不會(huì)知道沒(méi)有足夠的營(yíng)養(yǎng)，因此會(huì)繼續(xù)使用能量，就好像營(yíng)養(yǎng)充足一樣。

該研究本周發(fā)表在《自然通訊》上。通訊作者為 CNIO 代謝與細(xì)胞信號(hào)組組長(zhǎng) Alejo Efeyan，Celia de la Calle 為第一作者。

“今天，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)總是很豐富，”Efeyan 說(shuō)，“但我們進(jìn)化的條件卻大不相同。”“我們的機(jī)體適應(yīng)進(jìn)食-禁食周期，我們的細(xì)胞準(zhǔn)備對(duì)它們做出反應(yīng)。我們發(fā)現(xiàn) RagA 激活是我們適應(yīng)禁食條件的關(guān)鍵”。

RagA 分子通路的重要性與在營(yíng)養(yǎng)中起關(guān)鍵作用的其他成分(如胰島素)的重要性不相上下。然而，RagA 是在不久前發(fā)現(xiàn)的，對(duì)其在代謝調(diào)節(jié)中的作用知之甚少。了解 Rag 蛋白在細(xì)胞中的運(yùn)作方式可以讓我們找到對(duì)抗肥胖和肥胖相關(guān)疾病(如脂肪肝或癌癥)的新策略。

“適應(yīng)營(yíng)養(yǎng)水平的波動(dòng)是所有生物體的基礎(chǔ)，”Efeyan 解釋說(shuō)。“這是一種古老的分子途徑，實(shí)際上比胰島素更古老。甚至在酵母中也發(fā)現(xiàn)了它。盡管如此，人們對(duì)它如何影響正常生理機(jī)能以及它的活性如何在肥胖和肥胖相關(guān)條件下失調(diào)知之甚少。”

“保存模式”開(kāi)啟

在健康的生物體中，RagA 檢測(cè)到低營(yíng)養(yǎng)水平并相應(yīng)地關(guān)閉，細(xì)胞代謝啟用“節(jié)能模式”。然后，有機(jī)體變得更加“節(jié)儉”，使用營(yíng)養(yǎng)豐富時(shí)儲(chǔ)存的資源。

當(dāng) RagA 被激活時(shí)，小鼠“繼續(xù)使用能量;它們不會(huì)將新陳代謝調(diào)整到正常的進(jìn)食-禁食周期。它們的細(xì)胞‘相信’營(yíng)養(yǎng)一直很豐富，并且不會(huì)節(jié)省能量，”第一作者 Celia de la Calle 說(shuō)的研究。

CNIO 代謝和細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)組的研究人員此前已經(jīng)證明了該系統(tǒng)的重要性。使用永久激活 RagA 的小鼠胚胎，他們表明，當(dāng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不再通過(guò)胎盤(pán)輸送時(shí)，動(dòng)物無(wú)法適應(yīng)出生時(shí)的營(yíng)養(yǎng)缺乏。

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