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酵母蛋白酵母中控制细胞生长的蛋白质因为人类和酵母的细胞机制惊人地相似，确定差异将为药物开发人员提供新的目标。
亚利桑那大学的研究人员发现了一种蛋白质，可以用来生产救命的抗真菌药物。酵母无处不在，包括我们身体内部和周围，就像细菌一样。和细菌一样，酵母也会感染你，让你生病。每年约有1.5亿人感染酵母，约170万人因此死亡，主要是免疫功能低下的人。
酵母细胞和人类免疫系统细胞使用非常相似的化学反应来选择何时生长。亚利桑那大学的研究人员发现了两种细胞类型之间的微小差异，这可能会促进抗真菌药物的产生，这些药物可以针对体内的致病酵母，同时保护免疫系统。
他们的研究发表在《eLife》杂志上，不仅对药物开发产生了影响，还阐明了存在于所有多细胞生物中的一种古老的生长控制途径是如何随着时间进化的。
科学界很清楚，一种叫做TORC1的蛋白质复合体——雷帕霉素激酶复合体1靶的缩写——调节着从人类到酵母的所有细胞的生长。然而，在酵母中启动这一过程的蛋白质最近被发现并被命名为Ait1。它是一个营养传感器和TORC1调节器。当功能正常时，Ait1在酵母细胞缺乏营养时关闭TORC1，抑制细胞生长。
亚利桑那大学分子和细胞生物学系副教授、BIO5研究所成员、该研究的合著者Andrew Capaldi说:“Ait1有点像一只握住TORC1的手，用一根手指伸到上面，根据细胞中营养物质的多少来打开或关闭TORC1。”
Capaldi实验室感兴趣的是确定细胞如何感知压力和饥饿，然后决定生长的速度。了解TORC1在不同生物体中是如何被触发的，对于开发各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，就会引发癌症或癫痫。如果它不够活跃，就会导致抑郁，”Capaldi说。“我们称之为金发姑娘式监管。”
但事实上，人体依赖于与酵母相同的TORC1通路，这就带来了一个问题。
Capaldi说，如果科学家开发出通过控制TORC1来抑制致病酵母生长的药物，“我们就会有大麻烦了，因为TORC1也控制着人类免疫细胞等的生长。”
Capaldi说:“举个例子，你可以很容易地使用雷帕霉素(一种直接结合并抑制TORC1的药物)阻止酵母的生长，这样就能很好地对抗任何感染。”“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TORC1途径在酵母和人类中非常相似，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菌的生长，而不是人类免疫细胞的生长。
Ait1在过去的2亿年里才进化出来，这在进化方面是相对较近的。大约2亿年前，一种名为Rheb的TORC1调节剂似乎从各种生物的细胞中消失了，而这恰恰是Ait1进化的时候。
Capaldi说:“我们发现，在人类(包括Rheb)中发现的一些古代TORC1调控因子在2亿年前获得ait12的酵母中丢失了。”“在其他单细胞生物的进化过程中，包括许多寄生虫和植物，这些古老的调控因子也消失了。因此，其他单细胞生物很有可能获得了新的调控因子——类似于Ait1——它们自己的。现在人们可以出去寻找它们，因为它们也将是很好的药物目标。”
参考文献:“Ait1 regulates TORC1 signaling and localization in budding yeast” by Ryan L. Wallace, Eric Lu, Xiangxia Luo and Andrew P. Capaldi, 1 September 2022, eLife.
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