Cell：细胞如何避免过度膨胀？（附原文）

yinfuhua

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, n. W9 Z3 ~) Q- KCell：细胞如何避免过度膨胀？
# w; S7 r9 Y5 I, [9 O" q2014-04-13 1 来源：生物360 作者：koo 5 `4 ^- _8 e1 j! Q1 M# n
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所有细胞都有一个最为基础的功能，即控制自己的体积避免过度膨胀。数十年来，人们一直在寻找实现这一功能的蛋白，现在来自斯克里普斯研究所（Scripps Research Institute）的科学家们终于找到了它。这个称为 SWELL1 的蛋白解决了一个重要的细胞生物学谜题，并且与健康和疾病有着密切的关联。例如，该蛋白的功能出现异常，会造成一种严重的免疫缺陷。6 J. C% H# C' A5 e2 o0 i3 ^$ `
论文资深作者、斯克里普斯研究所教授 Ardem Patapoutian 表示：“认识这种蛋白及其编码基因，为人们开辟了新的研究方向。”相关研究作为封面文章发表在近期的《细胞》（Cell）杂志上。
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; @: l6 [+ _8 p, [( o5 y揭晓谜底
- L3 F  B% B& d水分子能够轻松穿过绝大多数细胞的膜，而水分子的流动倾向于平衡膜内外的溶质浓度。“实际上水是跟着溶质走的，”文章的第一作者 Zhaozhu Qiu 说。“细胞外溶质浓度减少或者细胞内溶质浓度增加，都会使细胞被水充满。”+ D+ I3 I. Q  k9 _  z
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几十年前人们通过实验发现，细胞膜上存在着某种离子通道，能够作为细胞膨胀的关键安全阀，他们将这种未知离子通道称为 VRAC （体积调控的阴离子通道）。当细胞膨胀时 VRAC 就会开启，允许氯离子和其他一些带负电的分子流出。这时水分子也会跟着流出，从而减轻细胞的膨胀。: a0 R1 M$ @0 E- \
“在过去三十年中，科学家们已经知道 VRAC 通道的存在，但对它并不了解，” Patapoutian 说。
! g7 D8 v- ^  s* A: h0 ?由于技术限制，人们一直未能找到组成 VRAC 的蛋白及其编码基因。现在，Qiu及其同事在这项新研究中进行了快速的高通量荧光筛选。他们改造人类细胞使其产生一种特殊的荧光蛋白，当细胞膨胀 VRAC 通道打开时，这种蛋白发出的光会淬灭。2 R: T4 V9 i; J" r  F3 [2 D" ]
在诺华制药研究基金会基因组学研究所（Genomics Institute of the Novartis Research Foundation）的自动化筛选专家的帮助下，研究人员培养了大量供筛选的细胞，并通过RNA干扰分别在这些细胞中阻断不同基因的活性。他们主要寻找能持续发光的细胞，持续发光表明基因失活破坏了细胞的 VRAC 。
# E& Y+ n3 o$ c) C研究团队经过几轮测试，最终找到了一个基因。2003年科学家曾发现过这个基因，并将其称为LRRC8，不过当时人们只知道它可能编码一个跨膜蛋白。现在，研究人员将它重新命名为 SWELL1 。9 S2 ?8 ?1 w" [7 o$ S0 T
涉及的疾病
! o8 Y( q3 b* j2 U5 p$ T研究人员通过进一步实验发现， SWELL1 的确位于细胞膜上，而且该蛋白的特定突变能改变 VRAC 通道的性能。“它至少是 VRAC 通道的一个主要部件，是细胞生物学家长期追寻的蛋白，” Patapoutian 说。0 U' L! d. m/ Z0 ?& p: c" Y
下一步，研究团队将进一步研究 SWELL1 的功能。例如，在小鼠模型中观察不同细胞类型缺乏 SWELL1 所造成的影响。
  l' n' T1 O. m' W" p3 N2003 年人们最初发现这个基因，是因为该基因突变会导致一种非常罕见的无丙种球蛋白血症（agammaglobulinemia）。这种疾病的患者缺乏生产抗体的B细胞，因此很容易受到感染。这也说明， SWELL1 是B细胞正常发育所需的蛋白。
7 ^' J3 W' R) u9 ?/ |3 u/ r* s: S6 U“此前有研究指出，因为中风会导致脑组织肿胀，所以这种体积敏感性的离子通道与中风有关。另外，这种蛋白可能还涉及了胰腺细胞的胰岛素分泌。” Patapoutian 说。“这样的线索有待我们一一解析。”8 V3 q  ^! \$ Q
原文检索：5 B$ v) X2 x) T+ V/ H
Zhaozhu Qiu, Adrienne E. Dubin, Jayanti Mathur, Buu Tu, Kritika Reddy, Loren J. Miraglia, Jürgen Reinhardt, Anthony P. Orth,Ardem Patapoutian. SWELL1, a Plasma Membrane Protein, Is an Essential Component of Volume-Regulated Anion Channel. Cell, April 10, 2014; DOI: 10.1016/j.cell.2014.03.024
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' ~: s- |' A0 \) N. ]# \2楼原文 感谢zb_ming 提供

zb_ming

xchenb

希望能发现 SWELL1在疾病中的功能。。。

yinfuhua

回复 zb_ming 的帖子1 U9 ^# e+ m! {5 B" z
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谢谢提供原文。

kakapo

that is good paper