細胞自殺可能是大腦健康和糧食安全的關鍵

對人類和植物中細胞的自我破壞的研究可能導致人們開發出治療神經退行性腦疾病的方法和培育出抗病植物。

在一項新的研究中，來自澳大利亞、美國和英國的研究人員確定了某些蛋白在細胞自殺中的作用。相關研究結果發表在2019年8月23日的Science期刊上，論文標題為“NAD+ cleavage activity by animal and plant TIR domains in cell death pathways”。論文通訊作者為澳大利亞昆士蘭大學的Bostjan Kobe、Thomas Ve和Peter Dodds。

Kobe說：“為了維持生命，人類和植物等多種有機體都具有為了每種有機體的其余部分的利益進行自殺的細胞。這是我們體內免疫反應的一個關鍵部分：受感染的細胞通常會自殺，因此更大的有機體能夠存活下來。”

“但是令人吃驚的是，研究參與人類神經元細胞死亡過程的蛋白已讓我們發現細胞死亡如何在植物中發生。我們找到了人類和植物細胞引發細胞自殺的常見方式。”

這些研究人員將結構生物學、生物化學、神經生物學和植物科學方法結合在一起來分析細胞和蛋白，從而為一些潛在的突破性發現奠定了基礎。

Kobe說，“神經退行性疾病影響著全世界數百萬人，并且由于不同的原因而出現，但是與它們相關聯在一起的是腦細胞的降解。一種特定的蛋白---SARM1---對于不同神經退行性疾病中的腦細胞降解至關重要。我們提供了關于這種蛋白的重要信息---揭示它的三維結構---這將加速可能延緩或阻止這種腦細胞降解的藥物的開發。”

更好地了解細胞死亡過程也可能導致人們培育出抗病植物，這有助于提高產量、減少浪費和加強糧食安全。

Kobe說，“全球范圍內，糧食安全同樣是一個日益重要的問題。植物病害每年造成15％以上的作物損失，甚至在作物收獲之前就已發生。”

“特定植物抗性基因可以保護植物免受疾病的侵害，但這些基因的產物如何發揮作用卻知之甚少。這種抗性的一部分在于受感染的細胞自我毀滅，就像人類神經元那樣。鑒于了解這個過程如何在神經元中發生，我們能夠發現抗性是如何在植物中產生的。這使得我們更接近于設計有效的合成抗性基因，可用于在澳大利亞和全世界范圍內提供額外的保護作用。”