我们应该吃各种五颜六色的水果和蔬菜的一个原因是因为它们含有被称为抗氧化剂的营养化合物。这些分子抵消了被称为活性氧(ROS)的正常细胞的有害产物对我们身体的伤害。
现在，由Salk研究所教授和耶鲁大学，阿巴拉契亚州立大学及其他机构的合作者领导的研究发现，一种名为ATM的蛋白质(共济失调 - 毛细血管扩张症的突变)可以感知ROS的存在，并通过发出警报来触发生产抗氧化剂。
这项工作于2018年7月10日出现在Science Signaling上，可能对ATM功能失调的疾病产生影响，并且还有助于揭示促进整体细胞健康的方法。
“在共济失调 - 毛细血管扩张症中，当ATM基因突变时引起的疾病，人们容易受到DNA损伤，因为ATM的一个功能是修复DNA，”该论文的共同作者Salk教授Gerald Shadel说。“但我们也看到这种由ROS造成的损害疾病的迹象，并且尚不清楚为什么这会与功能失调的ATM相关联。”
Shadel研究线粒体，这是细胞的发电站，它将我们的食物转化为化学能量细胞。在这个过程中，线粒体产生的ROS不仅会破坏细胞，还会产生危险信号。为了更好地理解ATM的作用，Shadel首先研究了ATM对线粒体产生的ROS的反应。
他的团队将培养皿中的实验室细胞暴露于一种促进线粒体产生ROS的化学物质。正如预期的那样，他们看到了ROS的增加，但他们也观察到ATM分子与科学家称之为二聚体的东西配对，这不是ATM在应对DNA损伤时的作用。这些观察证实了其他研究表明，ATM有两种模式可以应对不同类型的细胞威胁 - DNA损伤和线粒体中的ROS。
用导致DNA损伤的化学物质处理细胞不会诱导ATM形成二聚体，并且非二聚化的ATM继续促进损伤修复机制。科学家认为ATM在ROS存在下形成二聚体代表了一种ROS感应功能。二聚体ATM诱导了与非二聚体ATM完全不同的机制：磷酸戊糖途径(PPP)，它是一系列产生细胞抗氧化剂的生化步骤。
ATM就像一个烟雾探测器，也有一氧化碳传感器。火灾(DNA损伤)或一氧化碳(ROS)将导致探测器(ATM)发出警报以保护您的健康。
“ATM因其在修复DNA损伤方面的作用而众所周知，但为什么它在响应活性氧物质时会形成二聚体，这一直是一个谜，”阿巴拉契亚州立大学的共同作者Brooke E. Christian说。“这项工作令人兴奋，因为它揭示了ATM二聚化的功能性结果：通过激活戊糖磷酸途径增加细胞抗氧化能力。ATM具有保护基因组免受活性氧物质破坏性影响的作用，这是有道理的。“
“我们进入这项研究，希望了解ATM介导的线粒体ROS信号通路的机制和功能，”耶鲁大学研究生研究员，该论文的第一作者Yichong Zhang说。“对我来说，最激动人心的时刻是我们发现了通过ATM发出的ROS信号调节细胞抗氧化反应的机制细节。”
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