휴지통 비우기

University of California - San Diego2023년 5월 11일

쓰레기를 배출하는 줄기세포. 이 그림은 DrawImpacts의 Emma Vidal이 만든 것입니다. 크레딧: Emma Vidal

UC 샌디에고의 과학자들은 잘못 접힌 단백질을 제거하는 줄기세포의 독특한 방법이 장기적인 건강을 유지하고 질병을 예방하는 열쇠가 될 수 있다는 사실을 발견했습니다.

인간이 젊음의 샘을 찾기 위해 계속 노력하는 가운데, 줄기세포는 장수를 추구하는 데 있어서 핵심적인 역할을 하는 사람으로 계속해서 떠오르고 있습니다. 줄기 세포의 적합성을 보존하면 건강 수명이 길어진다는 연구 결과가 점점 늘어나고 있으며, 새로운 연구에서는 줄기 세포를 깨끗하고 깔끔하게 유지하는 것의 중요성을 강조하고 있습니다.

최근 Cell Stem Cell 저널에 발표된 연구에 따르면, 캘리포니아 대학교 샌디에이고 의과대학의 과학자들은 혈액 줄기 세포가 잘못 접힌 단백질을 제거하기 위해 놀라운 기술을 사용한다는 사실을 발견했습니다. 연구자들은 이 과정이 나이가 들수록 감소한다는 사실을 발견했으며, 이 전문적인 쓰레기 처리 시스템을 강화하면 노화 관련 질병을 예방하는 데 도움이 될 수 있다고 믿습니다.

이 연구는 평생 동안 새로운 혈액과 면역 세포를 생성하는 골수 세포인 조혈 줄기 세포(HSC)에 중점을 두었습니다. 기능이 약화되거나 상실되면 빈혈, 혈액응고, 암 등 혈액 및 면역 장애가 발생할 수 있다.

UC San Diego 연구원인 Robert Signer 박사는 줄기 세포가 노화 및 노화 관련 질병에 어떻게 기여하는지 설명합니다. 신용: UC 샌디에고 건강 과학

"줄기세포는 장기적으로 도움이 됩니다."라고 수석 연구 저자이자 UC 샌디에고 의과대학 부교수인 Robert Signer 박사가 말했습니다. "장수를 위한 그들의 필요는 신체의 모든 단명 세포와는 다르게 배선되어야 합니다."

줄기세포를 행복하게 유지하는 열쇠는 단백질 항상성을 유지하는 것입니다. 이전 연구에서는 HSC를 포함한 줄기 세포가 다른 세포 유형보다 훨씬 느리게 단백질을 합성하여 양보다 질을 우선시한다는 사실을 보여주었습니다. 잘못 접힌 단백질이 축적되면 세포에 독성이 생길 수 있으므로 이는 과정에서 실수를 줄이는 데 도움이 됩니다.

그럼에도 불구하고 일부 실수나 단백질 손상은 불가피하므로 연구자들은 줄기세포가 이러한 단백질을 적절하게 폐기하는 방법을 이해하기 시작했습니다.

In most cells, damaged or misfolded proteins get individually tagged for disposal. A mobile protein destroyer called the proteasome then finds the labeled proteins and breaks them down into their original amino acidAny substance that when dissolved in water, gives a pH less than 7.0, or donates a hydrogen ion." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]"> 산성 성분. 그러나 새로운 연구에서 연구자들은 HSC에서 프로테아좀 활성이 특히 낮다는 것을 발견했습니다. 이로 인해 팀은 의아해하게 되었습니다. 손상된 단백질을 제거하는 것이 줄기 세포에 그렇게 중요하다면, 프로테아좀은 왜 덜 활동적일까요?

UC 샌디에고 과학자들은 잘못 접힌 단백질이 응집되어 폐기되기 전에 줄기 세포 내의 단일 영역(녹색)에 갇혀 있음을 발견했습니다. 신용: UC 샌디에고 건강 과학

일련의 후속 실험을 통해 팀은 HSC가 완전히 다른 시스템을 사용한다는 것을 발견했습니다. 여기에서 손상되고 잘못 접힌 단백질이 수집되어 응집체라고 불리는 클러스터로 이동됩니다. 일단 한 위치에 모이면 응집성(aggrephagy)이라는 과정을 통해 리소좀(소화 효소를 포함하는 세포 소기관)에 의해 집단적으로 파괴될 수 있습니다.

"여기서 매우 특이한 점은 이 경로가 극도의 스트레스 반응으로만 촉발되는 것으로 생각되었지만 실제로는 줄기세포가 사용하는 정상적인 생리학적 경로라는 것입니다."라고 Signer는 말했습니다. "이는 줄기세포가 스트레스를 예방하여 건강과 장수를 유지하는 것이 얼마나 중요한지를 강조합니다."

So why this different system? A main advantage of the proteasome method is that it breaks proteins down immediately, producing amino acids<div class="cell text-container large-6 small-order-0 large-order-1"><div class="text-wrapper"><br />Amino acids are a set of organic compounds used to build proteins. There are about 500 naturally occurring known amino acids, though only 20 appear in the genetic code. Proteins consist of one or more chains of amino acids called polypeptides. The sequence of the amino acid chain causes the polypeptide to fold into a shape that is biologically active. The amino acid sequences of proteins are encoded in the genes. Nine proteinogenic amino acids are called "essential" for humans because they cannot be produced from other compounds by the human body and so must be taken in as food.<br /></div></div>" data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]"amino acids that the cell can reuse to build new proteins. But stem cells are less interested in building new proteins. Thus the authors suggest that by storing a collection of damaged proteins in one place, stem cells may be creating their own cache of resources that can be used at a later time when they are actually needed, such as after an injury or when it is time to regenerate./p>