細胞如何感知胞內營養物質，尤其是氨基酸的變化？近日，沈少明、陳國強、蘇冰課題組合作，在最新一期國際期刊《細胞代謝》上在線發表論文，首次發現細胞內各種氨基酸濃度的改變，可以統一地通過mTOR泛素化來被細胞感知，進一步解釋了mTORC1廣泛感知所有氨基酸濃度波動的原理。
過去30多年的研究，已經確立哺乳動物雷帕霉素靶蛋白復合物1（mTORC1）作為最關鍵的營養物質感受器，在細胞生命活動調控中發揮重要作用，且其信號異常與癌癥、肥胖、糖尿病和神經退行性疾病以及衰老過程密切相關，但對細胞是否存在普遍感應氨基酸的分子機制仍然不清楚。
課題組研究發現，mTOR泛素化發揮了類似于mTORC1經典抑制劑雷帕霉素的作用，阻礙了mTORC1對底物的識別，從而發生活性抑制。他們將細胞培養液中的氨基酸逐一剔除，發現任一類型氨基酸的缺失均可引起mTOR發生泛素化，后者介導了多種類型氨基酸缺失情況下mTORC1的活性抑制。實驗證實，氨基酸饑餓引起mTOR泛素化這一現象在小鼠體內同樣存在，通過構建相關基因突變小鼠，證明該通路在感應膳食中氨基酸不足的過程中發揮重要作用。
“這項工作首次揭示了mTORC1可以普遍感應氨基酸變化的新通路和機制。”研究人員表示，區別于已知的亮氨酸、精氨酸等少數氨基酸依賴于特定感應器被感應的模型，這一普適性氨基酸感應通路的發現，為mTORC1感應細胞內氨基酸水平以精細調控生命活動提供了新的視角，為藥物和食物療法治療相關疾病提供了新的可能。
