在一项新的研究中，来自德克萨斯大学西南医学中心的研究人员发现一种分子途径能让细胞感知到它们的脂质供应何时耗尽，从而促使它们开展一系列活动以防止饥饿。这一发现有朝一日可能会带来对抗代谢紊乱和其他多种健康问题的新方法。相关研究结果于2022年5月18日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Intracellular lipid surveillance by small G protein geranylgeranylation”。

        论文通讯作者、德克萨斯大学西南医学中心分子生物学助理教授Peter Douglas博士说，“脂质对于能量供应以及作为膜和其他细胞结构的组成部分至关重要。我们发现的机制似乎是细胞普遍衡量脂质水平的一种方式，而无需区分各种不同的脂质类型。”

        Douglas博士解释说，哺乳动物细胞拥有数万种不同类型的化学性质不同的脂质。20世纪90年代，德克萨斯大学西南医学中心诺贝尔奖获得者Michael Brown博士和Joseph Goldstein博士发现了第一个脂质感应途径：SREBP途径，它通过感应一类称为固醇的脂质来协助细胞调节胆固醇水平。

        SREBP途径中的成分通过直接结合固醇分子来完成这一壮举。Douglas博士说，然而，为了适应数量庞大的不同脂质类型，细胞中可能还存在其他感应机制。

        为了寻找一种细胞可能普遍用于感知脂质水平的机制，这些作者让秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)挨饿，这种线虫是一种常见的实验室模型，与人类共享许多基因。当这些线虫被剥夺食物24小时后，他们观察到一种称为核激素受体49(nuclear hormone receptor 49, NHR-49)的蛋白从细胞质移动到细胞核，在那里它启动了一连串的基因活动，促使其他蛋白运输到细胞表面以收集细胞外营养物。

        在营养物丰富条件下RAB-11.1依赖性的NHR-49细胞质失活，图片来自Nature, 2022, doi:10.1038/s41586-022-04729-7。

        这些作者发现当秀丽隐杆线虫被充分喂养时，NHR-49被一种称为RAB-11.1的蛋白固定在原位。RAB-11.1属于一类称为小G蛋白的蛋白。但在饥饿条件下，RAB-11.1释放了NHR-49，允许它进入细胞核。

        进一步的实验表明，这种释放是由缺乏一种称为香叶基香叶基焦磷酸(geranylgeranyl pyrophosphate, GGPP)的脂质引发的。Douglas博士解释说，由于细胞几乎可以使用任何脂质作为制造GGPP的起始材料，它的存在成为细胞中可接受的脂质水平的通用信号。

        他补充说，其他实验室的先前研究已表明，SREBP途径中的成分在一些疾病和健康问题中是活跃的，包括代谢疾病、心血管疾病、病毒感染、神经系统老化和一些癌症。Douglas博士说，操纵这种新的脂质感应途径最终可能导致对这些疾病的新疗法。(生物谷Bioon.com)

        参考资料：

        1. Abigail Watterson et al.Intracellular lipid surveillance by small G protein geranylgeranylation. Nature, 2022, doi:10.1038/s41586-022-04729-7.

        2. Molecular surveillance pathway tells cells when they run low on lipids

        https://phys.org/news/2022-05-molecular-surveillance-pathway-cells-lipids.html