來自馬克斯普朗克分子細(xì)胞生物學(xué)與遺傳學(xué)研究所(MPI-CBG)的研究人員發(fā)現(xiàn)，隨著時間的推移細(xì)胞內(nèi)一些近似液態(tài)的區(qū)室（compartment）可以變成固態(tài)。

通過研究與退行性疾病肌萎縮側(cè)索硬化癥（ALS）相關(guān)的蛋白FUS，他們證實FUS形成了液態(tài)區(qū)室，但在年老之時它會轉(zhuǎn)為固態(tài)，形成聚集體。源自ALS患者的FUS蛋白突變可以加速這種現(xiàn)象，因此這種異常的相變似乎處于ALS的核心，也可能是所有退行性疾病的一個普遍機(jī)制。這些研究結(jié)果發(fā)布在8月27日的《細(xì)胞》(Cell)雜志上。

細(xì)胞中許多功能區(qū)室都并非以膜為邊界：人們認(rèn)為它們是通過液液分相（liquid-liquid demixing）而形成——有點像醋中之油。MPI-CBG的Anthony A. Hyman實驗室對形成這樣液態(tài)區(qū)室的蛋白質(zhì)感興趣。于是Hyman研究小組與Simon Alberti的團(tuán)隊展開了合作，Alberti研究的蛋白恰恰反其道行之：這些朊病毒樣蛋白包含巨大的無序區(qū)域往往會發(fā)生聚集。FUS就是這樣的一種蛋白，已知與神經(jīng)退行性疾病肌萎縮側(cè)索硬化癥（ALS）有關(guān)。

為了探究FUS的行為，研究人員利用了Gene Myers和他的實驗室構(gòu)建的一種新型顯微鏡。他們看到：在健康細(xì)胞中，FUS區(qū)室表現(xiàn)得像液體。“它是球形的，一些分子可以在這一液滴內(nèi)部四處流動，”論文的第一作者之一、Tony Hyman實驗室博士后Hyun-Ok Lee說。

然而，FUS在ALS患者神經(jīng)元中形成了聚集體。“當(dāng)年老時，液滴在試管中轉(zhuǎn)為了固態(tài)聚集體。這一研究發(fā)現(xiàn)確實驚人。”研究人員證實在存在ALS患者FUS蛋白突變的情況下，這些聚集體形成速度更快。

與衰老相關(guān)疾病的聯(lián)系

這一嘗試了解FUS行為的研究故事提供了一個例子表明，研究細(xì)胞內(nèi)區(qū)室的動態(tài)可以促成一些有關(guān)神經(jīng)退行性疾病的新見解。隨著時間的推移液態(tài)區(qū)室可以形成聚集體，這或許可以解釋為何許多蛋白質(zhì)聚集體是衰老相關(guān)疾病如ALS、阿爾茨海默氏癥或帕金森病的標(biāo)志。對抗衰老相關(guān)的疾病意味著謀取更好的生命質(zhì)量：“我并沒有希冀人們更加的長壽，但他們一定要活得更加的快樂，”Patel說。