营养匮乏的细胞如何将蛋白质转运站转移到细胞回收中心进行分解

一项新的研究详细说明了营养匮乏的细胞如何将蛋白质转运站转移到细胞回收中心进行分解，突出了细胞用于处理压力条件的一种新方法。

结合到细胞外的新蛋白质在内质网(ER)上产生，内质网是细胞内的一种蛇形膜。内质网上的葡萄状管状外生物称为内质网出口位点，充当转运站，收集这些新合成的蛋白质，并将它们运送到它们旅程的下一步。

近年来，科学家们发现，这些内质网出口位点还有助于将细胞物质和错误折叠的蛋白质运送到溶酶体——在细胞中降解和回收物质的细胞器——并为包括COVID-19在内的病毒复制提供平台。但研究人员感到困惑的是，这一个结构，内质网出口，是如何参与所有这些不同的功能的。

在一项新的研究中，由lippincottot - schwartz实验室前博士后，现哥伦比亚大学助理教授廖亚成(Ya-Cheng Liao)领导的HHMI Janelia研究校区的研究人员使用超分辨率活细胞成像和体积电子显微镜来检查营养应激对内质网出口部位的影响。

研究小组发现，压力会触发一系列分子共同作用，将内质网的出口点指向被破坏的溶酶体，这是细胞释放制造细胞内蛋白质所需的氨基酸的一种新途径。

首先，研究人员展示了当细胞缺乏营养时，内质网出口部位是如何被运送到某些类型的溶酶体并被其吸收的。

接下来，团队详细说明了这个过程是如何发生的。当饥饿的细胞触发溶酶体释放钙时，它就开始了。这导致一种酶，ALG2，被招募到内质网出口位点，在那里它与一个叫做COPII的结构结合，这个结构附着在连接内质网和内质网出口位点的颈上。

ALG2和COPII之间的这种联系启动了一个称为泛素化的过程，该过程涉及蛋白质降解。溶酶体上的一种蛋白质参与将细胞物质带到细胞器进行破坏，它识别由泛素化过程产生的泛素，将内质网的出口位置驱动到溶酶体。

一旦到达溶酶体，与内质网出口位点一侧相连的ALG2，将其另一侧与另一种蛋白质ALIX结合。ALIX与ESCRT相互作用，ESCRT是溶酶体表面参与摄入的一种蛋白质复合物。这种相互作用导致内质网出口位点和溶酶体越来越近，直到内质网出口位点被溶酶体吞噬。

除了在活细胞中观察这一过程外，研究小组还在一个人工系统中重建了这一过程，确认了所有不同的组件是如何协同工作的。

这项新工作详细描述了细胞用来对抗压力的新途径，这一见解可以帮助研究人员更好地了解细胞和生物体是如何衰老的。它还可以揭示涉及内质网出口位点的其他过程，包括通过溶酶体将病毒传递到细胞外的非常规方式，这可以帮助研究人员开发新的治疗方法。