生物學(xué)上最大的謎之一就是細胞為何衰老?，F(xiàn)在，索爾克生物研究學(xué)院的科學(xué)家報道,，他們已發(fā)現(xiàn)了一個腦細胞組成元件的弱點,，它可能可以解釋衰老過程在大腦中如何出現(xiàn)的,。
科學(xué)家發(fā)現(xiàn),，某些稱為極長壽蛋白（ELLPs）的蛋白有非常長的壽命，這些蛋白是在神經(jīng)元細胞核的表面上發(fā)現(xiàn)的,。
然而,，許多蛋白的壽命總的來說是兩天或更短，索爾克生物研究學(xué)院的研究人員在大鼠大腦中鑒定出與生物一樣年紀的ELLPs,，這個發(fā)現(xiàn)被他們報道在2月3日的 Science上,。
索爾克生物研究學(xué)院的科學(xué)家第一次發(fā)現(xiàn)一種細胞內(nèi)機制，這種機制的組成元件包括這個年紀的蛋白,。他們的結(jié)果表明,，這個蛋白持續(xù)存在于整個生命周期中，不會被代替,。
ELLPs組成細胞核表面的運輸通道,，組成控制什么物質(zhì)進入什么出來的大門。如果不是因為這些蛋白質(zhì)隨著時間經(jīng)歷的磨損,，他們的長壽命可是一種優(yōu)點,。不象機體內(nèi)的其他蛋白，ELLPs在他們遭受異?；瘜W(xué)修飾和其他損傷時不會被替代,。
ELLPs的損傷削弱了三維運輸通道的能力，這個三維運輸通道由那些保衛(wèi)細胞核不受毒素毒害的蛋白組成,，領(lǐng)導(dǎo)這項研究的索爾克分子與細胞生物學(xué)實驗室教授Martin Hetzer說,。這些毒素可改變細胞的DNA，因此改變導(dǎo)致細胞衰老的基因活性,。
由醫(yī)學(xué)研究的Ellison醫(yī)學(xué)基金會與Glenn醫(yī)學(xué)基金會資助,，Hetzer的研究團隊是世界上唯一的實驗室，也就是正在調(diào)查在衰老過程中稱為核膜孔復(fù)合物（NPC）的運輸通道的作用的實驗室,。
以前的研究已揭示了衰老過程中所含的基因表達變更,。但是,，直到Hetzer實驗室發(fā)現(xiàn)哺乳動物NPC有一上致命弱點，這一弱點就是它允許DNA損傷毒素進入細胞核,，科學(xué)社區(qū)幾乎沒有關(guān)于這些基因變更如何出現(xiàn)的有力線索,。
"衰老的基本定義特性就是在諸如心臟與大腦的各種器官的功能性能力全面衰減"，Hetzer說,，"這種衰減導(dǎo)致這些器官的組成性細胞內(nèi)體內(nèi)穩(wěn)態(tài)或內(nèi)部穩(wěn)定性的惡化,。幾個實驗室的最近研究已將蛋白體內(nèi)穩(wěn)態(tài)的崩潰聯(lián)系到正在衰減的細胞功能。"
"許多細胞,，但不是神經(jīng)元,，通過蛋白轉(zhuǎn)換過程戰(zhàn)勝它們蛋白元件的功能性惡化，在這個過程中蛋白中潛在的被損傷部分被新的功能性拷貝所替代",， Hetzer說,。
"我們的結(jié)果也表明，核孔劣化可能是導(dǎo)致核功能中衰老相關(guān)缺陷的一般衰老機制,，例如年輕基因表達程序的喪失",，他補充到。
這項發(fā)現(xiàn)可能證實理解衰老與諸如阿爾茨海默癥,、帕金森病的神經(jīng)退行性疾病分子起源的相關(guān)性,。
在以前的研究中，Hetzer和他的研究團隊在年老小大鼠神經(jīng)元的細胞核中發(fā)現(xiàn)大量的絲,，它們的起源可追溯到細胞質(zhì),。這樣的絲已被聯(lián)系到包括帕金森病的各種神經(jīng)性疾病。這個錯位的分子是疾病的病因還是結(jié)果還沒有被決定,。
也是在以前的研究中,，Hetzer和他的研究團隊在健康衰老大鼠神經(jīng)元中證明了NPC功能的年齡依賴性衰減，它是人類生物學(xué)實驗室模型,。
Hetzer的研究團隊包括他索爾克生物研究學(xué)院的同事,、斯克里普斯研究院化學(xué)生理學(xué)系教授John Yates III。
當Hetzer三年前決定研究NPC在衰老與神經(jīng)退行性疾病的發(fā)病與促發(fā)中是否起作用時,，一些科學(xué)社區(qū)的成員警告他,，這樣的研究太大膽了，實施起來將很困難,、很昂貴,。但是，Hetzer還是不管他們的警告做出研究的決定,。（生物谷bioon.com）
doi:10.1126/science.1217421
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PMID:
Extremely Long-Lived Nuclear Pore Proteins in the Rat Brain
J. N. Savas, B. H. Toyama, T. Xu, J. R. Yates, M. W. Hetzer
Abstract To combat the functional decline of the proteome, cells use the process of protein turnover to replace potentially impaired polypeptides with new functional copies. Here, we found that extremely long-lived proteins (ELLPs) did not turn over in post-mitotic cells of the rat central nervous system. These ELLPs were associated with chromatin and the nuclear pore complex, the central transport channels that mediate all molecular trafficking in and out of the nucleus. The longevity of these proteins would be expected to expose them to potentially harmful metabolites, putting them at risk of accumulating damage over extended periods of time. Thus, it is possible that failure to maintain proper levels and functional integrity of ELLPs in nonproliferative cells might contribute to age-related deterioration in cell and tissue function.
