Science:突破!科學家鑑別出細胞生長過程中感知營養可用性的關鍵...

2017年11月13日 訊 /生物谷BIOON/ --為了生存和生長，細胞必須正確評估自身可用的資源，並將這些資源與細胞生長和代謝結合在一起，這一環節出現錯誤就會引發細胞死亡或細胞功能異常，而制定這些決策的關鍵就是mTOR通路，該通路能夠將細胞營養、代謝和疾病相聯繫起來。

圖片來源：Steven Lee/Whitehead Institute

mTOR信號通路能夠摻入來自多種因素的信號，諸如氧氣水平、營養有效應、生長因子及胰島素水平等，從而就能夠促進或限制細胞的生長和代謝情況。但當該通路失去控制時，就會引發多種類型疾病，包括癌症、糖尿病和阿爾茲海默病等；理解控制該通路的多種傳感器或能幫助研究人員開發治療多種疾病的新型療法，而下調該通路的水平也能夠促進小鼠和其它有機體變得更加長壽。

儘管必需胺基酸—甲硫氨酸是細胞進行仔細感知的關鍵營養物質，但研究人員並不知道到底其是如何為mTOR信號通路提供補給的，如今刊登在國際著名雜誌Science上的一篇研究報告中，來自懷特黑德研究所的研究人員鑑別出了一種名為SAMTOR的特殊蛋白，該蛋白能作為mTOR通路的一種傳感器來幫助甲硫氨酸衍生物S—腺苷甲硫胺酸（SAM）的產生。

甲硫氨酸對於蛋白質合成非常必要，同時其也能夠產生代謝產物SAM，而SAM主要參與關維持細胞生長的關鍵細胞功能，包括DNA甲基化、核糖體的生物合成及磷脂代謝等，更有意思的是，甲硫氨酸的限制常常會增加機體對胰島素的耐受性和壽命，這就類似於mTOR通路活性被抑制後產生的抗衰老效應，但mTOR、甲硫氨酸及機體老化之間的關聯目前研究人員並未有效闡明。

研究者Sabatini說道，甲硫氨酸限制的表型和mTOR抑制之間會有很多相似性，而SAMTOR蛋白的存在或許就能提供一些誘人的數據，當然這也說明了，這些表型或許從機制上來講是相關聯的。研究者發現，亮氨酸和精氨酸是mTOR信號通路的分子傳感器，本文研究中，他們鑑別出了此前一種並不特殊的蛋白質似乎能同mTOR通路的組分發生相互作用，隨著深入的研究，研究者發現，該蛋白（SAMTOR）能與SAM結合，從而間接地測定細胞中可用的甲硫氨酸的水平，這或許就使得SAMTOR蛋白成為了一種特殊的營養感受器來調節mTOR通路。

研究者Orozco認為，人們常常會試圖闡明細胞中甲硫氨酸被感知的分子機制，我認為，這項研究中我們首次在哺乳動物細胞中描述了甲硫氨酸如何調節主要的信號通路，諸如mTOR信號通路。當前研究表明，SAMTOR蛋白在感知甲硫氨酸過程中扮演著至關重要的角色，甲硫氨酸的代謝對於許多細胞功能都非常重要，未來研究人員還將深入研究SAMTOR和機體壽命延長、胰島素敏感性增加之間的關聯，這些效應的產生常常和較低的甲硫氨酸水平直接相關。

本文研究中，研究者闡明了甲硫氨酸的限制如何和多種有機體的有益效應相關，而且SAMTOR蛋白的發現或能為研究人員提供一種深入研究的基礎，mTOR通路上遊的營養感知途徑或許能夠有效對特定營養物質的可利用產生反應，進而調節細胞生長，當然了後期研究人員還有很多問題需要深入研究，比如為何細胞會進化出對特定營養物質的感知機制，以及細胞如何以不同方式來處理這些營養物質等問題。（生物谷Bioon.com）

原始出處：

Xin Gu, Jose M. Orozco, Robert A. Saxton, et al. SAMTOR is an S-adenosylmethionine sensor for the mTORC1 pathway. Science (2017). DOI: 10.1126/science.aao3265