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同济大学 揭示针对酸碱度改变的全新细胞反应机制

同济大学医学院章小清团队揭示了针对酸碱度改变的全新细胞反应机制。相关成果日前在线发表于《细胞研究》杂志。

生物体总是处于不断变化的细胞内外环境中,比如温度、细胞内外酸碱度及渗透压等。因此,所有生物体都需要感受这些不断变化的内外界环境并做出相应的反应,以维持细胞正常的生理功能。

研究人员在实验中偶然发现,位于经典 BMP 信号通路下游的转录因子 Smad5 可感受温度、胞外酸碱度及渗透压的变化。高温、胞外酸化及低渗条件会促使 Smad5 在细胞核内聚集;而在低温、胞外碱化及高渗条件下,Smad5 会迅速从细胞核转移到细胞质中。

研究发现,温度、胞外酸碱度及渗透压都可引起细胞内酸碱度的改变。Smad5 可以迅速感受细胞内酸碱度的变化,进而引起其核浆分布的改变。同时,敲除 Smad5 会引起细胞内能量稳态的紊乱并干扰正常发育过程。与此同时,Smad5 可与糖酵解第一个限速酶 HK1 结合,增强 HK1 的酶活性,加速糖酵解和后续线粒体的氧化磷酸化。因此,Smad5 可以迅速捕捉到胞内酸碱度的细微变化,通过核浆穿梭调节细胞内能量稳态。

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