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一个UNIGE团队发现了一种蛋白质复合物的结构，它调节着主要生长调节剂的活性。
mTOR蛋白在细胞生长、增殖和存活中起着核心作用。它的活性受到营养物质以及各种生长因子(如激素)的影响。这种蛋白质与许多疾病有关，包括癌症，在癌症中它的活性经常增加。
来自日内瓦大学(UNIGE)的一个团队，与德国哈雷-维滕伯格的马丁·路德大学(MLU)以及最近成立的Dubochet成像中心的研究人员合作，确定了SEA复合体的结构，这是一组负责控制mTOR的相互依赖的蛋白质。这种结构的发现提供了更好的理解细胞如何感知营养水平，以控制它们的生长。这项研究最近发表在《Nature》杂志上。
从酵母到人类，mTOR蛋白(雷帕霉素的哺乳动物靶标)是细胞生长的中心控制者。这种蛋白质对营养物质和激素等环境线索作出反应，并控制几个关键的细胞功能，如蛋白质和脂质合成、线粒体的能量生产和细胞结构组织。mTOR活动中断是许多疾病的根本原因，包括糖尿病、肥胖、癫痫和几种类型的癌症。
UNIGE科学学院分子与细胞生物学系教授、国家化学生物学研究能力中心主任Robbie Loewith的实验室对mTOR的调控感兴趣，特别是SEA复合物，它是营养物质的直接传感器，控制mTOR的活性。SEA复合物由8种蛋白质组成。SEA复合物的一部分(SEACIT)参与mTOR活性的抑制，而另一部分(SEACAT)参与其激活。
在缺乏营养物质的情况下，mTOR蛋白被SEACIT亚复合物阻断，从而阻止细胞生长。相比之下，在营养物质存在的情况下，SEACAT亚复合物被认为可以抑制SEACIT亚复合物，而SEACIT亚复合物不再能够阻断mTOR蛋白。然后，中央控制器可以在细胞生长中发挥其激活作用，例如，刺激蛋白质和脂质的产生。SEACAT如何调节SEACIT仍然不清楚。
为了确定SEA复合体蛋白质之间的相互作用，从而更好地理解它们是如何工作的，研究人员开始确定这种复合体的结构。在生物化学方法将SEA复合物从细胞中的所有其他成分中分离出来后，科学家们使用Dubochet中心的UNIGE、UNIL和EPFL成像技术，通过冷冻电子显微镜(Cryo-EM)获得其分子结构。
“通过在-180°C快速冷冻样本，冷冻电镜可以获得蛋白质原始状态的结构，即功能三维形式，”分子和细胞生物学系的研究员、该研究的第一作者Lucas Tafur解释说。
然后在实验室中测试该复合物不同组分的生化活性。尽管SEACAT亚复合体处于活性形式(如在营养物质存在时)，研究人员观察到SEACIT亚复合体仍然活跃并能够阻断mTOR。
“这一结果非常出人意料，因为SEACAT长期以来一直被描述为SEACIT的直接抑制剂。因此，我们预期SEACIT在活跃的SEACAT存在时是不活跃的。我们的研究结果表明，SEACAT更多地充当了招募其他调控蛋白的支架，因此，它的存在对于抑制SEACIT是必要的，但不是充分的，”该研究的最后一位作者Robbie Loewith解释道。
获得SEA复合物的结构可以突出mTOR调控级联中缺失的环节。“当然，我们现在需要确定与这个综合体有关的未知合作伙伴。这些新因素可能被证明是mTOR活性加剧的肿瘤的治疗靶点，”Lucas Tafur总结道。
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