亚利桑那大学的研究人员发现了负责控制酵母细胞生长的新蛋白质

像细菌一样，酵母无处不在，甚至在我们的身体内部和周围。而且，与细菌一样，您可能会被酵母菌感染并生病。酵母菌每年感染约1.5亿人，导致约170万人死亡，尤其是免疫功能低下的人。

酵母细胞和人类免疫系统细胞依靠惊人的相似化学反应来知道何时生长。亚利桑那大学的科学家已经确定了这两种细胞类型之间的细微差异，这些差异可能有助于促进抗真菌药物的开发，这些药物能够攻击体内致病酵母菌，同时保护免疫系统。

他们的研究结果发表在eLife杂志上，不仅对药物开发具有重要意义，而且还为在所有多细胞生物中发现的古老生长控制途径的进化提供了重要的见解。

科学界众所周知，一种称为TORC1的蛋白质集合体(雷帕霉素激酶复合物1靶标的缩写)控制着从人类到酵母的所有细胞的生长。但研究人员现在已经确定并命名了在酵母中触发这一过程的蛋白质——一种营养传感器和TORC1调节剂，他们将其命名为Ait1。正常工作时，当细胞缺乏营养时，Ait1会关闭酵母中的TORC1，从而阻止细胞生长。

Ait1有点像一只手握住TORC1，手指伸过顶部，根据细胞有多少营养物质打开和关闭TORC1。”

AndrewCapaldi，研究合著者，亚利桑那大学分子和细胞生物学系副教授，BIO5研究所成员

Capaldi实验室有兴趣确定细胞如何感知压力和饥饿，然后决定生长速度。了解TORC1如何在不同的生物体中被触发对于开发多种疾病的治疗方法非常重要。

TORC1最初是在酵母中发现的，但它对于激活人体免疫系统中的细胞以产生反应也至关重要。当TORC1不能正常工作时，它会引发癌症、糖尿病和各种神经系统疾病，包括癫痫和抑郁症。

“如果TORC1过于活跃，它会导致癌症或癫痫。如果它不活跃，就会导致抑郁，”Capaldi说。“我们称之为金发姑娘规则。”

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Capaldi说，如果科学家们开发出通过控制TORC1来抑制致病酵母生长的药物，“我们就会遇到烦，因为TORC1还控制着人类免疫细胞的生长等等。”

“例如，您可以使用雷帕霉素(一种直接结合并抑制TORC1的药物)非常容易地阻止酵母的生长，这样可以很好地对抗任何感染，”卡帕尔迪说。“然而，移植患者经常使用同样的药物来抑制他们的免疫系统，所以这将是一场灾难。”

研究人员发现，虽然酵母和人类的TORC1通路非常相似，但人类并不依赖Ait1来调节TORC1。因此，专门针对Ait1的药物应该抑制酵母的生长，而不是人类免疫细胞。

Ait1仅在过去的2亿年中进化，这在进化方面是相对较新的。大约2亿年前，当Ait1进化时，一种名为Rheb的TORC1调节因子似乎已经从各种生物的细胞中消失了。

“我们表明，在人类(包括Rheb)中发现的一些古老的TORC1调节剂已经在2亿年前获得Ait1的酵母中丢失了，”Capaldi说。“这些相同的古老调节剂在其他单细胞生物的进化过程中也丢失了，包括许多寄生虫和植物。因此，其他单细胞生物很可能获得了新的调节剂——类似于Ait1——它们自己。现在人们可以出去寻找它们，因为它们也是很好的药物目标。”

Capaldi与Capaldi实验室的研究专家罗向夏以及该研究的两位主要作者RyanWallace共同撰写了该研究，他于2021年获得生物化学和分子生物学博士学位，现在是该研究的科学家。圣地亚哥的AvivaSystemsBiologyCorporation和EricLu，他于2021年获得分子和细胞生物学和生物化学学士学位，现在正在华盛顿大学攻读博士学位和医学学位。

研究人员已通过亚利桑那大学科技发射中心(TechLaunchArizona)为他们的发现申请了一项专利，将其作为抗真菌化合物的靶标，该大学办公室将大学创新商业化。

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