细胞自杀可能是大脑健康和粮食安全的关键
对人类和植物中细胞的自我破坏的研究可能导致人们开发出治疗神经退行性脑疾病的方法和培育出抗病植物。
在一项新的研究中，来自澳大利亚、美国和英国的研究人员确定了某些蛋白在细胞自杀中的作用。相关研究结果发表在2019年8月23日的Science期刊上，论文标题为“NAD+ cleavage activity by animal and plant TIR domains in cell death pathways”。论文通讯作者为澳大利亚昆士兰大学的Bostjan Kobe、Thomas Ve和Peter Dodds。
图片来自The University of Queensland。
Kobe说：“为了维持生命，人类和植物等多种有机体都具有为了每种有机体的其余部分的利益进行自杀的细胞。这是我们体内免疫反应的一个关键部分：受感染的细胞通常会自杀，因此更大的有机体能够存活下来。”
“但是令人吃惊的是，研究参与人类神经元细胞死亡过程的蛋白已让我们发现细胞死亡如何在植物中发生。我们找到了人类和植物细胞引发细胞自杀的常见方式。”
这些研究人员将结构生物学、生物化学、神经生物学和植物科学方法结合在一起来分析细胞和蛋白，从而为一些潜在的突破性发现奠定了基础。
Kobe说，“神经退行性疾病影响着全世界数百万人，并且由于不同的原因而出现，但是与它们相关联在一起的是脑细胞的降解。一种特定的蛋白---SARM1---对于不同神经退行性疾病中的脑细胞降解至关重要。我们提供了关于这种蛋白的重要信息---揭示它的三维结构---这将加速可能延缓或阻止这种脑细胞降解的药物的开发。”
更好地了解细胞死亡过程也可能导致人们培育出抗病植物，这有助于提高产量、减少浪费和加强粮食安全。
Kobe说，“全球范围内，粮食安全同样是一个日益重要的问题。植物病害每年造成15％以上的作物损失，甚至在作物收获之前就已发生。”
“特定植物抗性基因可以保护植物免受疾病的侵害，但这些基因的产物如何发挥作用却知之甚少。这种抗性的一部分在于受感染的细胞自我毁灭，就像人类神经元那样。鉴于了解这个过程如何在神经元中发生，我们能够发现抗性是如何在植物中产生的。这使得我们更接近于设计有效的合成抗性基因，可用于在澳大利亚和全世界范围内提供额外的保护作用。”
