细胞应激时，线粒体竟让核糖体陷入休眠！

处于压力之下的酵母能让我们知晓细胞中的基本过程吗？据欧洲分子生物学实验室（EMBL）海德堡分所的马泰团队所言，能了解到很多。

他们最喜欢的测试对象之一是酵母物种粟酒裂殖酵母（S. pombe），这种酵母在传统酿造中已经被使用了几个世纪。作为真核生物，它在许多方面与人类细胞相似，因此生物学家经常将其作为研究基本细胞过程的模式生物。

科学家观察到，酵母细胞对饥饿有着显著的适应方式：它们的线粒体被一群被称为核糖体的巨大分子复合物所覆盖。马泰团队和弗吉尼亚大学医学院的约马实验室对这一奇怪现象很感兴趣，使用单粒子冷冻电子显微镜和冷冻电子断层扫描技术对其进行了更详细的研究。研究结果发表在《自然通讯》上。

核糖体是细胞中用于制造蛋白质的重量级分子机器。然而，事实表明，在饥饿的酵母细胞中，聚集于线粒体外表面的核糖体不产生任何物质。它们处于休眠状态。

“细胞在压力条件下生存至情况好转的一种方法是把能量消耗降到最低，”领导这项新研究的马泰团队的 EIPOD 博士后研究员奥利维尔·热明解释道。

为什么处于冬眠状态的核糖体会附着在线粒体外表面，这是个谜团。

“可能有不同的解释，”团队负责人西蒙娜·马特伊说。“饥饿的细胞最终会开始自行消化，所以核糖体可能覆盖线粒体以保护它们。它们也可能附着以触发线粒体内的信号级联。”

马特伊正在研究的另一种可能性跟这样一个事实相关，即饥饿的细胞一旦再次有食物（以葡萄糖的形式）可用，就需要一种方法来迅速开始产生能量。由于线粒体是细胞的能量产生者，附近有核糖体来产生必要的蛋白质可能有助于这一过程。

令科学家们惊讶的是，他们发现核糖体以一种与此前所知相违背的方式附着在线粒体外膜上。

“到目前为止，已知核糖体仅通过其大亚基与膜相互作用。但在处于饥饿状态的细胞中，我们看到它们是通过小亚基以相反的方式做到这一点的，”马特伊说。

在后续的研究中，该团队将调查核糖体以这种不同寻常的方式附着的方式及原因。

处于饥饿状态的酵母细胞的挣扎情况与癌细胞的挣扎有一些相似之处。

信不信由你，作为癌细胞真的非常艰难。当肿瘤变得具有侵袭性时，其细胞生长速度如此之快，以至于它们对营养物质和氧气的需求超出了供应。这意味着大多数癌细胞在它们为自己造就的一种地狱中持续挨饿。

然而，它们不仅存活了下来，甚至还在繁殖。

“这就是为什么我们得了解适应饥饿的基本原理，还有这些细胞是怎样变得休眠来维持生命并避免死亡的，”弗吉尼亚大学医学院助理教授兼小组负责人艾哈迈德·乔马（Ahmad Jomaa）说道，他也是这项研究的资深合著者。

“为此，我们首先用酵母，因为对它进行操作会更容易些。”

“除此之外，我们还尝试让培养的癌细胞挨饿，这可不容易，为的是弄清楚它们是怎么克服饥饿的，有时这还会导致癌症复发。”

了解这种适应的原则能够帮我们找到克服它的办法，让癌细胞容易受到饥饿的影响，进而更容易接受治疗。