Cell：细胞如何避免过度膨胀？（附原文）

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Cell：细胞如何避免过度膨胀？
( Z. J1 V) P+ t  L2014-04-13 1 来源：生物360 作者：koo
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6 P; u, N$ _/ x7 K; \5 X; j( L' C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。
' m# N- A/ c' k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。) ]( s) M0 n- c1 S+ i! ]
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揭晓谜底
2 X- P2 C& W4 Z2 J3 i9 @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。”/ M3 H; Q9 u: Z$ j

4 x# P+ O; \7 g8 }% d  X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。
$ f( G; }- x7 J* `; D( \“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。
; q8 k% h& C% b( b! z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。
. a" s; Q. B* `0 ^2 s+ `2 }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 。
( W3 S" w3 P& R! X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 。& |# V' I/ ?' Y/ S, i0 C( Q. M
涉及的疾病  j( Q$ o! P3 M; ]! k( ]
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。, h7 K+ ~" E1 |  O1 |$ Z
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。
' {, G* v8 `/ L. O2003 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。
# @8 o* B" R1 c“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。”( Q8 L; l6 j  |. |' I2 i
原文检索：9 s  b% J/ Z0 W- F
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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. U6 h/ `9 C2 H: w+ V2楼原文 感谢zb_ming 提供

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谢谢提供原文。