近日,大学唐都医院实验外科杨倩教授团队在分子生物学顶级期刊《Molecular Cell》在线发表最新研究论文。
该研究揭示了miRNA合成酶Drosha调控细胞脂质合成的非经典功能,并阐明了胰岛素信号通过Akt激酶磷酸化Drosha从而启动这一过程的分子机制。唐都医院实验外科杨倩教授为该论文通讯作者,乜铁建讲师为第一作者,卢建军博士为共同第一作者。
如果把细胞比作一座繁忙的微型城市,蛋白质就是其中的“超级员工”。过去科学家认为,每种蛋白通常只负责一项专门工作。但如今越来越多的研究发现,许多蛋白其实是身兼数职,在不同场景下发挥不同作用。对蛋白质兼职功能的揭示正成为当今分子生物学领域的研究热点。Drosha 是科学家于 1999 年从果蝇体内发现、鉴定的基因,随后的系列研究证实了Drosha是一种Ⅲ型核糖核酸酶,其经典功能是在细胞核内切割miRNA 前体分子,启动miRNA合成。
杨倩教授团队长期研究发现,Drosha是细胞的“压力感应器”。当细胞遭遇缺氧、毒素等不良环境时,Drosha水平会下降,导致miRNA生成受阻,引发细胞死亡(Molecular Cell,2015)。团队还证实,这一通路失调与帕金森病、阿尔茨海默病及脑损伤等多种神经系统疾病密切相关(Cell Death & Disease, 2018;Aging Cell, 2021; Experimental & Molecular Medicine, 2024)。在深入研究中,团队意外发现:Drosha并不总乖乖待在细胞核里,它还会“跑”到细胞质中,且研究证据提示胞质中的Drosha并不参与miRNA合成,但胞质中Drosha的具体功能并不清楚。
团队通过前期筛选与实验验证,发现胞质Drosha通过调节脂质合成关键转录因子SREBP1的活化影响了细胞脂质合成,更重要的是,Drosha执行这项新任务时,完全不需要动用它的“分子剪刀”活性,真正实现了“跨界兼职”。研究团队进一步发现,当我们进食后,胰岛素会向细胞发出“能量充足”的信号。这个信号会激活一种叫Akt的蛋白“开关”,给Drosha蛋白的特定部位(第237位丝氨酸)“打上化学标记”(磷酸化)。这一关键位点在人类到小鼠等多种物种中都高度保守,说明它是生命进化中保留下来的重要调控节点。一旦标记完成,Drosha就会去激活脂肪合成的“总指挥”SREBP1,促使细胞开始合成脂质。如果人为阻止这个标记过程,即使有胰岛素刺激,细胞也无法正常合成脂肪。
这项研究不仅发现了Drosha蛋白的全新“兼职”能力,还阐明了胰岛素-Akt-Drosha-SREBP1脂质合成调控信号轴,为理解细胞如何响应营养信号、协调代谢稳态提供了新视角,也为衰老及代谢相关疾病的发病机制理解提供了理论基础。
杨倩教授团队长期围绕细胞应激反应与神经退行性疾病的发病机制开展持续深入研究,取得了一系列创新性发现和研究成果,在Science,Molecular Cell,Autophagy,Nature Communications,Aging Cell,Translational Neurodegeneration等国际权威期刊发表多篇高影响力学术论文,相关研究成果获陕西省科技进步奖一等奖,并获得国科金国际合作项目、重点项目及国家重点研发计划等课题资助。