亮氨酸是一種非常重要的氨基酸，在肌肉生長、食欲和胰島素分泌中起到了關(guān)鍵性作用。我們從食物中獲取的亮氨酸可以激活生長調(diào)控通路mTORC1，但人們一直不清楚mTORC1如何檢測到亮氨酸的存在。Whitehead研究所的科學(xué)家們?nèi)涨敖鉀Q了這個長期以來懸而未決的問題。

雷帕霉素靶蛋白mTOR是一種關(guān)鍵性激酶，在進化上非常保守，控制著生物合成和細胞分裂。完全缺失mTOR的細胞和個體會徹底喪失生物合成能力，無法存活下去。此前的研究顯示，mTOR復(fù)合物I（mTORC1）能夠解讀細胞周圍的環(huán)境線索（包括營養(yǎng)物的可用性），并通過一系列信號傳導(dǎo)指引生物作出適當?shù)姆磻?yīng)。

Whitehead研究所的David Sabatini致力于鑒定這個通路中的關(guān)鍵成分（這些成分失調(diào)與糖尿病、癌癥、癲癇等疾病有關(guān)），解析mTORC1感知氨基酸的具體機制。現(xiàn)在他的團隊發(fā)現(xiàn)，Sestrin2是高度特異性的亮氨酸感應(yīng)器。這項研究發(fā)表在十月八日的Science雜志上。

“對于mTORC1通路來說亮氨酸是最重要的氨基酸之一，而我們終于找到了亮氨酸感應(yīng)器，”文章的共同第一作者Rachel Wolfson說。

研究人員發(fā)現(xiàn)，當氨基酸不存在的時候，Sestrin2與蛋白復(fù)合體GATOR2互作，抑制mTORC1通路和減少細胞生長。亮氨酸能夠直接結(jié)合Sestrin2，破壞上述互作，最終使mTORC1通路激活。

“這是首次發(fā)現(xiàn)亮氨酸感應(yīng)器，我們應(yīng)該可以想辦法利用Sestrin2的亮氨酸結(jié)合能力，”文章的另一位第一作者Lynne Chantranupong說。

研究表明，通過藥物模擬亮氨酸結(jié)合可以抑制或上調(diào)mTORC1活性，幫助人們治療老年病、肌萎縮等相關(guān)疾病。Sabatini指出，現(xiàn)有的mTORC1抑制藥物（比如雷帕霉素）是非選擇性的，廣泛作用于包括mTORC1和mTORC2在內(nèi)的mTOR通路。這樣的廣譜抑制會引發(fā)令人頭疼的副作用，“我們的工作可以幫助人們避免mTOR通路的過度抑制，”Sabatini說。