Science：泛素化关于热休克后细胞活性的复原至关紧张

2021年6月29日讯/BIOON/---为了应答许多类型的应激，真核细胞启动了一种顺应性的和可逆的反馈，包含下调症结的细胞运动，同时将细胞质中的mRNA封存到称为应激颗粒（stress granule）的构造中。随同着这些应激反馈的是泛素化的全局性添加，传统上人们以为这种情景是因为必要降解差错折叠或受损的卵白质。然而，人们还没有具体表征泛素组（ubiquitinome）若何在应激反馈中被重塑。此外，今朝还不分明应激依赖性的泛素化是否在更年夜的应激反馈中发扬了更简单的作用，而不仅仅是其已知的靶向风险卵白使其蒙受卵白酶体降解的维护功效。

为了摸索泛素化在应激反馈中的作用，来自美国圣犹年夜儿童研讨病院的研讨职员在一项新的研讨中，使用串联泛素联合实体（tandem ubiquitin binding entity, TUBE）学研讨了体外培育的哺乳植物细胞（包含人类诱导多能（C）衍生的神经元）对五种分歧类型的应激反馈中产生的泛素化变动。这种料想之外的泛素化形式的发现，匆匆使这些作者通过使用diGly泛素残存物阐发和串联质谱标签定量卵白质组学，并联合额定的总卵白质组和转录组阐发，具体阐发了热休克特同性诱导的泛素化形式。从这种新界说的“热休克泛素组（heat shock ubiquitinome）”中获得的新见解可指导随后对这种翻译后修饰在细胞对热休克反馈中的功效紧张性的查询拜访。相关研讨成果颁发在2021年6月25日的Science期刊上，论文题目为“Ubiquitination is essential for recovery of cellular activities after heat shock”。

这五种分歧类型的应激都诱发了共同的泛素化形式。人类人胚胎肾293T细胞中的热休克泛素组是由在应激进程中下调细胞运动（如翻译和核质运输）的特定卵白质的泛素化界说的，这种形式在U2OS细胞、原代小鼠神经元和人类C衍生的神经元中类似。热休克泛素组也富集于应激颗粒的卵白质身分中。令人诧异的是，这种应激诱导的泛素化关于应激颗粒的造成和细胞通路的敞开长短需要的；相反，一旦从应激中复原过去，热休克诱导的泛素化是p97/含缬氨酸卵白（VCP）介导的应激颗粒分化和复原包含核质运输和翻译在内的正常细胞运动的先决前提。许多泛素化变乱是针对一种或另一种应激的。例如，泛素化对热应激诱导的应激颗粒的分化是必须的，但对氧化（亚砷酸盐）应激诱导的应激颗粒的分化是不必要的。

热应激特同性泛素化启动细胞复原，图片来自Science, 2021, doi:10.1126/science.abc3593。

泛素化形式对分歧类型的应激具备特同性，这标明除了肃清差错折叠或受损的卵白质外，应激诱导的泛素化还有其他调理功效。详细来说，热休克诱导的泛素化通过靶向参加应激时代下调的几种路径中的特定卵白质，使细胞从应激中复原过去。此外，一些症结的应激颗粒身分在应答热应激而不是亚砷酸盐应激时产生泛素化，是以，VCP介导的热休克诱导的应激颗粒的分化机制并不是亚砷酸盐应激诱导的应激颗粒所共有的。末了，这些作者的深度卵白质组学数据集提供了丰厚的迷信界资本，说明了泛素化在应激反馈中作用的其他方面。（100医药网 100yiyao.com）

参考材料：

Brian A. Maxwell et al. . Science, 2021, doi:10.1126/science.abc3593.

Dorothee Dormann. . Science, 2021, doi:10.1126/science.abj2400.