PNAS发现了细胞如何在高盐浓度下生存
图像:被火抛光的微管“破裂”的细胞图像
细胞为了生存必须不断适应环境。环境中一种渗透性物质，如盐的突然增加，会导致细胞失水和萎缩。在几秒钟内，它们就会激活一种机制，让它们恢复最初的水量，避免死亡。
找出哪些基因参与幸存的渗透压力的主题研究实验室领导的posa博士和德·纳达尔在生物医学研究所(IRB巴塞罗那)和瓦尔韦德博士(UpF)的庞裴法布拉大学合作,由莫法特博士领导的一组从多伦多大学(加拿大)。通过宽基因组基因筛�。蒲Ъ颐欠⑾至艘恢置狶RRC8A的基因在细胞抵御渗透性休克能力方面的核心作用。
这种基因编码一种蛋白质，这种蛋白质在细胞膜上形成通道，允许氯离子离开细胞。“使用人类上皮细胞模型,以及其他人类和小鼠细胞类型,我们已经能够证明这个通道打开后不久细胞暴露于高浓度的氯化钠(氯化钠),”De纳达尔博士解释道,他和弗朗西斯克posa博士一起,头细胞信号实验室IRB巴塞罗那。作者还确定了导致这种快速打开的分子机制。氯离子通道磷酸化，这意味着一个磷酸基团被按其顺序添加到一个特定的氨基酸上，从而激活通道。
“这是一个非常复杂的项目，我们花了很多年才看到了光明，”UpF分子生理学实验室主任Miguel博士ángel Valverde解释说。他补充说:“我们也展示了激活这个通道，去除氯离子，以启动体积恢复过程，并随着时间的推移使细胞存活是多么重要。”
使用一种只染活细胞的紫色染料，研究人员观察到，当氯离子通道的活性被一种特定的化合物阻断时，细胞死亡增加了大约50%。
穿越时间的旅程来回答古老的问题
在90年代，各种关于细胞体积调节的里程碑式的科学论文描述了细胞通过调节体积来生存的过程。众所周知，在盐胁迫下负责体积恢复的蛋白质需要较低的细胞内浓度才能被激活，但不知道在这样的不利条件下这是如何发生的。通过这一发现，作者回答了多年前研究人员提出的一个问题:氯是如何离开细胞开始整个过程的?用论文的主要合著者塞尔玛·塞拉博士(UpF)的话来说:“现在我们有了这个问题的答案。正是LRRC8A通道降低了细胞内的氯离子水平。到目前为止，我们对这个通道在细胞适应低盐环境中所起的作用有了很好的了解。最大的挑战是找出相同的氯离子通道是如何在相反的机制中起关键作用的。在项目开始时，它似乎违背了任何一种科学逻辑，即用于收缩细胞的通道也可以使细胞膨胀。”
在活细胞中使用电生理和荧光显微镜技术来确定细胞内的氯离子水平，研究人员已经证明了LRRC8A氯离子通道参与高盐刺激的反应。
这是一个重大的技术和概念挑战
在分子水平上研究这一过程对参与该项目的团队提出了相当大的挑战。因为在细胞遭受渗透性休克和收缩时进行体内研究是非常复杂的。“想象一下，你正看着一个多汁的葡萄，突然它看起来像一颗葡萄干，这让事情变得非常复杂，”作者说。
另一个高影响因素是，在这些应激条件下，激活氯离子通道的机制与目前文献中描述的非常不同。这篇文章的主要合著者predrag Stojakovic说:“令人惊讶的是，我们发现应对压力的信号通路，MAp激酶，我们在实验室研究了几个月的蛋白质，直接负责激活这一通道。”MAp激酶是一组向其他蛋白质添加磷酸基团的信号蛋白，从而使它们激活或失活。利用分子技术，作者已经查看了整个通道的蛋白质，以找到这些激酶蛋白的目标序列。博士生Stojakovic说:“我们已经能够识别氯离子通道的特定残留物，它在MAp激酶通道的控制下导致应激反应的激活。”未来的意义
“这项新研究为研究细胞适应和盐胁迫生存开辟了新的可能性。身体的某些器官，如肾脏，经常暴露在高浓度的盐中，这可能威胁到它们的生存。了解在这些条件下是什么分子控制了存活，这对于理解某些病理是非常有用的，这些病理导致了盐对体积恢复的反应。”posas博士解释道。
此外，发现该通道在这些细胞调控过程中的作用与LRRC8A调控的蛋白质的许多病理过程高度相关。这在某些类型的动脉高血压或脑缺血的情况下可能是重要的。
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