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養生保健

一種被忽略的蛋白質,蘊含著巨大的潛力

全部科學家都知道, 不起眼的構造有時能夠帶來很大的影響。 例如, 在大家的細胞和組織中東奔西走的數以百計的信號分子、激素和其它生物分子, 在很多關鍵過程中都發揮著主導作用。

雖然科學家和醫學家將這些內容熟記于心, 但一直以來, 他們卻忽略了一類特殊的蛋白。 因為這些蛋白特別小, 并且只在靈長類動物中被發現了, 因此科學家認為這些蛋白質是不值一提, 不具有任何功能的。

但幾年前的一些發覺改變了這種觀點。 科學家發現, 內臟器官上存在不計其數種新式微蛋白。

近日,

在發表在《分子細胞》上的一篇新論文中, 一組國際研究團隊敘述了他們怎樣系統化研究這些微蛋白, 及其從中了解到的狀況, 例如這些蛋白在哪些基因組序列里被編號, 在它們進化過程中何時發生DNA突變。 他們猜疑, 與長期以來的假定相反, 這些微蛋白在各類細胞功能中發揮著主導作用。

目前為止最小蛋白

生物信息學基因分析表明, 大部分人們微蛋白在進化過程中的發展, 比目前科學家所知道的大型蛋白遲了數百萬年。 因為相對快速地“創新與適應”, 這些年青的蛋白質也可能在一定程度上參加了進化的發展, 進化過程自身也可能比之前認為的更為動態。

和我們基因中編號的已知古老蛋白不同, 大部分微蛋白在一定程度上算得上是“憑空出現”的。

也就是說, 他們是從此前不負責生產蛋白質的DNA地區中存在的。

微蛋白沒有采用更簡單“常規”途徑從目前版本拷貝和衍化。 并且, 這些小型蛋白僅僅在人類進化過程里出現, 在別的大部分動物的細胞中都沒有。 但在小鼠、魚種和飛禽這些動物身上, 科學家早已發現了屬于他們自己的年輕的小型蛋白結合。

線粒體(綠色)和細胞核(藍色)里的微蛋白在人類細胞里被過多表述。 黃色和粉色的地區表明, 微蛋白信號與線粒體和核的信號重合。

然而, 這類巨大的年齡差距好像并不妨礙這些蛋白之間的“對話”。 科研人員應用馬克斯·德爾布呂克中心在2017年研發的生物科技挑選方式, 驚訝地發現, 年青得多的微蛋白事實上可以和古老得多的蛋白相互影響。

團隊在一張膜上生成了微蛋白, 隨后用含有人類細胞中已知的大部分蛋白質的溶液開展“孵化”。 繁雜的實驗和計算機輔助分析, 讓科研人員可以確定單獨融合對。

假如一種微蛋白與另一種蛋白結合,

并不一定代表著他會影響另一種蛋白的工作, 或者影響這類蛋白所參加的一些過程。 但融合能力的確說明, 這些蛋白會嚴重影響彼此的作用。 試驗證實了這一假定, 這令科研人員有理由覺得, 微蛋白會嚴重影響比他們早幾百萬年的細胞過程, 因為一些古老的蛋白在最早期的生命形式中就存在。

此外, 科研人員還留意到了目前為止發覺的最小的人類蛋白。 他們確定了200多種超小型蛋白, 每種都不到16個氨基酸, 或是能理解成不足16個“企業”。 做為比照, 通常情況下, 蛋白均由幾百個氨基酸組成。

這便提出了一個難題——一種蛋白最小能多小?又或者說, 蛋白務必有多大才能體現功效?

一些已知的小型蛋白被稱作肽,

具備做為激素或是信號分子的功效。 他們是從較大的前體蛋白中分離而成的。 而如今的研究表明, 類似大小的肽也能以完全不同方法發展而來。

這些最小蛋白同樣可以非常明確地專門與更多的蛋白融合。 但目前我們仍不清楚他們能否成為激素或是相似的物品。

微蛋白的作用

科學家表明, 非常明顯的是, 微蛋白太重要了, 大家不能一直忽略他們。

科研人員也還不清楚這些微蛋白在我們的身體中的主要作用。 但這項研究的確提供了一種有關這些分子能力的暗示。 一種可以想見的情況是, 這些微蛋白可能參加了心血管疾病和癌病過程, 因此可作為診斷和治療的新目標。

他們的研究早已調查了281種微蛋白,

但未來的目標是擴大試驗范疇, 包含近期編錄的7000種微蛋白中的更多類型, 揭露很多并未發覺的功效。