细胞压力记忆景观图阐明细胞与压力相关的疾病

当季节性防晒成为黑素瘤的风险吗?什么时候这些额外的磅可能引发糖尿病?头部可以重伤提示到阿尔茨海默病?在更大的计划的事情,风险因素包括遗传、生活方式和年龄,答案往往只有之后不幸的诊断。

然而,物理怠慢的记录,受伤,坏的选择和滥用我们经验存在压力细胞水平上。加州大学圣芭芭拉分校的研究人员已经找到一种方法来映射这个细胞“压力记忆风景,”解释强调细胞已经经历了和预测未来的对压力的反应。

“我们已经开发了一个平台,可以让我们最终找出所有与压力相关的疾病发生,“分子生物学家马克斯·威尔逊说,一个出现在论文的资深作者电池系统。除了解密细胞与压力相关的疾病的发生,能够映射出这个景观也可能导致措施可以防止或减少这些条件的可能性,以及生成更有效的创新疗法。

什么不杀了你(通常)会让你更强

当你身体的细胞经历压力,他们发起响应旨在让事情回到平衡。这复杂的信号通路,称为综合应激反应(ISR),可以从内部和外部的触发细胞,通过压力如创伤、接触毒素,或病理条件。

“压力会得到回应,要么帮助细胞适应,或者杀死他们,如果损害太大了,”威尔逊说。在这种情况下,压力是低级和相对较少,响应往往是短暂的。在压力的情况下是不变的或者足够严重,可能导致的响应慢性疾病,如糖尿病、神经退化或癌症。

嵌入在ISR的工作方式是一种细胞压力和应对这些压力的记录,研究者探索通过生成“虚拟压力,”也就是说,激活ISR生成响应实际上没有对细胞造成损害。light-responsive蛋白质在他们的平台上,闪亮的光,研究人员引发这一古老,进化守恒的信号通路,共享的所有真核生物(生物细胞的细胞核),允许他们“侵入人体压力信号网络,”威尔逊说。

与其他ISR-inducing代理等化学和物理刺激,观察光创建一个清晰的路径的应激反应。

“它可以复杂,确定纯压力,因为反应的反应可以合并造成的损害会引致压力的毒药,或创伤,”他解释道。

其他毒素或引起的级联故障物理伤害云,以及细胞的修复过程,可以观察的ISR决定哪些基因激活在应对压力的经历。研究者的optogenetic方法还允许精细控制的强度、持续时间和频率的虚拟压力。

根据他们的研究,“自适应和不适应的压力反应之间的区别通常被定义为不同的剂量和时间的压力输入。”They also found that the combination of past stress and恢复时间压力构成了细胞压力后的记忆。

这种操作综合应激反应的能力在一个高度控制的方式和在不同程度上打开一个窗口成各种细胞与ISR与压力相关的条件。老化影响这些响应信号,这可能会引发疾病,发生在以后的生活中,包括成人糖尿病或神经退行性条件亨廷顿氏舞蹈症等疾病。癌症也可能是由于错误的健康信号转化为致癌的导致无节制的肿瘤生长。它也可能操纵细胞成为可能压力记忆神经退行性疾病引起的未能忘记或记住的过去细胞压力,ALS和消失的白质等疾病。

研究这个项目也是由Taivan Batjargal,弗兰西斯卡扎帕,瑞安·j·格兰特,Robert a . Piscopio Alex Chialastri哈斯。s .戴伊和迭戈Acosta-Alvear UCSB。