味觉传感器使果蝇体内的蛋白质保持有序

时间：2022-07-26 10:12:49 来源：网络整理

蛋白质内稳态，或蛋白质平衡，是维持细胞蛋白质的功能状态，并消除不能修复的受损蛋白质的一系列过程。核糖体是合成蛋白质的多蛋白分子机器，编码核糖体蛋白质的基因突变不仅损害蛋白质合成，还会破坏蛋白质平衡，导致慢性蛋白质毒性应激。这种压力反过来会对细胞产生一系列影响，导致发育迟缓和其他不正常现象。

为了更好地理解这种蛋白质平衡中断所引起的紊乱，作者比较了正常果蝇和核糖体蛋白突变果蝇在蛹发育阶段的基因表达。出乎意料的是，他们发现一组编码6种味觉受体的基因，即Gr64基因，在突变细胞中被上调。

这一发现出乎意料，因为Gr64受体此前被发现存在于成年果蝇的神经元中，它们帮助果蝇品尝糖、脂肪酸和甘油。在只有一个(而不是两个)Gr64基因工作拷贝的核糖体蛋白突变果蝇中，通过一种称为凋亡的过程，细胞死亡增加。完全消除Gr64基因会导致核糖体突变体的多种形态缺陷，但对正常核糖体蛋白的细胞几乎没有影响。

与正常细胞相比，携带核糖体蛋白突变的细胞处于不利地位，在两者同时发生的发育组织中往往被淘汰。作者发现，只携带一组Gr64基因的突变体情况更糟，正常细胞以更高的速度流失。当Gr64蛋白的水平变化和定量降低时，研究小组发现，降低最直接的影响是对蛋白酶体和自噬体功能的影响，这是两种不同的途径，通过这两种途径，受损的蛋白质被清除和回收。

促进蛋白质平衡和味觉之间的联系可能是通过调节钙流的Gr64蛋白的分子机制;钙水平的变化被用作感觉细胞的信号换能器，也调节多种蛋白质抑制过程，包括蛋白质体功能和自噬。有趣的是，在包括阿尔茨海默病和帕金森氏病在内的几种以蛋白质内稳态丧失为特征的疾病中，已在受影响的脑组织中检测到失调和错位的味觉和嗅觉受体。

皮迪尼说:“我们的工作表明，味觉受体在果蝇发育过程中维持蛋白质稳态方面发挥着以前未被认识到的作用，并且更普遍地指出钙调节蛋白与蛋白质聚集失调和蛋白质毒性应激之间的联系。”

皮迪尼补充说:“我觉得我们的发现真正吸引人的地方是，它们强调了我们对细胞如何适应应对蛋白质毒性压力的了解。我们的实验策略可以进一步用于寻找和发现更多新的蛋白酶稳定基因。”

合著者Michael Baumgartner总结道:“这些发现强调了细胞生物学的一个重要主题:环境决定一切。我们很容易看到“味觉感受器”这个名字，并认为这就是故事的结尾，但进化可以并将改变几乎任何东西，如果它最终是有利的。这凸显了一种可能性，即看似超专门化的味觉感受器可能比之前认识到的更灵活。”

Journal Reference:

Michael E. Baumgartner, Alex Mastrogiannopoulos, Iwo Kucinski, paul F. Langton, Eugenia piddini. The Gr64 cluster of gustatory receptors promotes survival and proteostasis of epithelial cells in Drosophila. pLOS Biology, 2022; 20 (7): e3001710 DOI: 10.1371/journal.pbio.3001710

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