在發(fā)生自然災害之后（例如一場大火），輔助人員會迅速組織起來清理殘骸，建立臨時避難所為需要的人們提供食物。當細胞面臨危險的環(huán)境條件時（例如高溫或有毒物質(zhì)），也會啟動一個類似的程序——細胞應(yīng)激反應(yīng)，也稱為熱激反應(yīng)。

馬普生化研究所的科學家們與德累斯頓工業(yè)大學合作，篩查了細胞應(yīng)激輔助蛋白的整個網(wǎng)絡(luò)，揭示了應(yīng)激反應(yīng)中的新調(diào)控機制。“我們的結(jié)果將有助于神經(jīng)退行性疾病的研究，例如阿爾茨海默癥或帕金森癥，”文章的作者之一Christian Loew博士說。這項研究于二月二十七日發(fā)表在Cell雜志上。

當機體面臨生命危險時，細胞的應(yīng)急程序（熱激反應(yīng)）就會啟動，不過“熱激反應(yīng)”這個名字帶有一點誤導性。二十世紀六十年代初期，人們在高溫條件下首次觀察到了細胞的應(yīng)激反應(yīng)。科學家將果蠅暴露在高溫條件下，發(fā)現(xiàn)細胞為了自救啟動了一個復雜的應(yīng)急程序。雖然現(xiàn)在人們已經(jīng)知道，這一程序也會被其他危險觸發(fā)（例如輻射或有毒物質(zhì)），不過這一名詞仍然得以沿用。

細胞在熱激反應(yīng)中，合成了不同的應(yīng)激蛋白。它們的任務(wù)是防止機體受到永久性的損傷。“你可以將其理解為一個緊急報警系統(tǒng)。為了盡快恢復到初始狀態(tài)，這個系統(tǒng)會快速識別出現(xiàn)的問題和損傷，制定和調(diào)節(jié)應(yīng)對措施”Loew說。研究人員通過廣泛的綜合性分析，研究了熱激反應(yīng)中的15 000種蛋白及其功能。他們向人們展示，根據(jù)不同的任務(wù)和受災區(qū)域，輔助蛋白形成了不同的小組。例如，有一組蛋白專門負責核查細胞核中的DNA是否完整。

HSF1蛋白（熱激轉(zhuǎn)錄因子）在細胞的救災程序中起核心協(xié)調(diào)作用。一旦該蛋白激活，就會召集各種其他蛋白展開救助行動。研究人員通過RNA干涉，在HeLa細胞中篩查了應(yīng)激反應(yīng)中的調(diào)節(jié)蛋白，并描述了HSF1蛋白的兩條調(diào)控路徑。研究顯示，當危機解除后，HSF1會被細胞的廢物處理系統(tǒng)（蛋白酶體）降解。但只要還存在危險，另一個蛋白（乙酰轉(zhuǎn)移酶EP300）就會阻止這種降解。

研究熱激反應(yīng)，可以幫助人們進一步理解阿爾茨海默癥、帕金森癥等神經(jīng)退行性疾病。這些疾病中的細胞受到了巨大的損傷，這就對細胞的質(zhì)控系統(tǒng)提出了更高的要求。一旦神經(jīng)細胞死亡，就無法繼續(xù)執(zhí)行它們在大腦中的功能。“熱激反應(yīng)的定向激活可以減少特定的細胞損傷，”Loew解釋道。