对植物细胞中高尔基体的研究有望释放人类抗衰老潜力

科学家们在探索人类衰老过程的过程中发现了一个新的竞争者，它是细胞结构中一种研究很少的蛋白质，尽管它是一个多世纪前最早被发现的细胞器之一，但在研究中也没有得到大量的报道。

研究人员 Heeseung Choi 和 Katie Dehesh 在实验室里拿着年轻（绿色）和年老（黄色）的拟南芥植物

高尔基体，又称高尔基体和高尔基复合体，是一个外形奇特的细胞器，就像折叠的面片或一层层的糖衣。但它在复杂的植物和动物细胞中发挥着重要作用，负责处理和包装蛋白质和脂质，然后将其运输到细胞的其他部分或分泌出去。

1898年，当时正在研究神经系统的意大利生物学家卡米洛-高尔基（Camillo Golgi）惊喜地发现了这一细胞器，因此加州大学河滨分校（UCR）的科学家们在研究植物应激源时也偶然发现了这一细胞器的一个特殊方面--它在保护细胞寿命方面大有可为。

这项研究的共同作者、加州大学洛杉矶分校分子生物化学系教授凯蒂-德赫什（Katie Dehesh）说："对我们来说，这一发现意义重大。我们第一次明确了细胞中一个细胞器的深远重要性，而这个细胞器以前并没有与衰老过程有牵连。"

高尔基体（又称高尔基体）已被确定为抗衰老研究的新目标

研究人员在研究拟南芥（Arabidopsis thaliana）植物细胞如何控制对感染和光照不足等应激源的反应时发现，高尔基体及其中的一种关键蛋白质在细胞面临外部应激时的存活中发挥着重要作用。

保守寡聚高尔基体（COG）蛋白帮助高尔基体将糖（碳水化合物）附着到其他蛋白质和脂质上，然后再将这些包裹转移到其他蛋白质和脂质上。糖基化这一过程对细胞功能和许多生物过程（如蛋白质折叠和适应性免疫反应功能）至关重要。

"高尔基体就像是细胞的邮局，"领衔作者、加州大学洛杉矶分校植物学和植物科学系研究员 Heeseung Choi 说。"它们将蛋白质和脂质打包并发送到需要的地方。高尔基体受损会给细胞的活动带来混乱和麻烦，影响细胞如何工作和保持健康"。研究人员打比方说，COG 蛋白是邮递员，负责监督小囊'信封'的移动，这些'信封'将其他分子运送到细胞周围。

针对COG，研究人员改造了植物，使其无法自然产生这种蛋白质。虽然这些植物在最佳条件下生长正常，但一旦失去光照，它们就会迅速走下坡路，无法将阳光转化为糖分。事实上，没有 COG 的植物枯萎、变黄和濒临死亡的速度比同样光照剥夺条件下未经改造的标本快三倍。

Choi说："在黑暗中，COG突变体显示出衰老的迹象，这些迹象通常出现在野生、未改良的植物身上，大约在第九天左右。但在突变体中，这些迹象在短短三天内就表现出来了。"

然而，恢复植物产生 COG 的能力后，它们的症状就消失了，与"正常"标本相似。德赫什说，"一旦我们逆转了突变，它们就像什么都没发生过一样"。

这些反应凸显了COG蛋白和正常高尔基体功能在压力管理中的关键重要性。

这和我们有什么关系？虽然植物细胞与动物细胞有着明显的不同，但我们所有的复杂真核细胞中都有一个高尔基体"邮局"。

先前的研究发现，由八个 COG 蛋白亚基组成的人类 COG 复合物功能失常，会严重影响糖基化、蛋白质分选和高尔基体的整体运作等关键生物作用。高尔基体糖基化功能失常和失调也与癌细胞增殖和疾病进展有关。

研究人员现在计划研究人类细胞中这一途径受到破坏的影响，以及它与衰老和压力影响的潜在联系。潜在的靶向疗法可以增强细胞健康，抵御可能导致过早衰老的压力因素。

Dehesh说："我们的研究不仅增进了我们对植物如何衰老的了解，而且还为人类的衰老提供了重要线索。当 COG 蛋白复合物不能正常工作时，它可能会使我们的细胞加速衰老，就像我们在植物身上看到的那样。这一突破可能会对衰老和老年相关疾病的研究产生深远影响。"

这项研究发表在《自然-植物》杂志上。

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