细胞里的钙到底怎么“进仓”?找了35年的答案出来了:浙大团队在《科学》发表溶酶体钙摄取蛋白TMEM184

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浙江大学医学院、良渚实验室徐浩新团队在《科学》发表研究,首次找到溶酶体里负责把钙离子运进去的蛋白TMEM184B和TMEM184C。1991年科学家就发现溶酶体会吸收钙,但干这件事的分子一直没找到。研究还发现,一种与神经发育障碍相关的TMEM184B突变会让它失去运钙能力。

1991年,科学家就发现细胞里的溶酶体会把钙吸进去。可到底是哪个蛋白在干这件事,三十多年没人找到。这周,浙江大学医学院、良渚实验室徐浩新团队在《科学》上给出了答案:两个名叫TMEM184B和TMEM184C的膜蛋白。

先说溶酶体是什么。教科书里,它是细胞的“垃圾处理厂”,一个装满酸和消化酶的小泡,负责分解旧零件。近些年科学家发现,它还是细胞里重要的信号站,营养感知、自噬、细胞膜修补都跟它有关。连接这些工作的关键信号之一是钙离子。肌肉收缩、心跳、神经传递信号,都离不开钙。

溶酶体是细胞里存钙浓度最高的“仓库”之一。钙怎么出仓,早在2007年就被徐浩新团队搞清了,出口是一个叫TRPML1的通道蛋白。可有出就得有进,钙用完了怎么补回去,一直是这个领域缺的那块拼图。

团队的办法很“笨”。他们先建了一个溶酶体膜蛋白库,再用基因编辑把候选蛋白一个一个敲掉,同时用钙成像看溶酶体还能不能吸钙。据浙大介绍,论文共同第一作者蔡伟杰验证到第六十几个蛋白时还一无所获,筛到七八十个时才看到明显的吸钙缺陷。他请同组成员在不知情的情况下重复实验,结果一致,才确认找到了。从2023年启动筛选到论文发表,用了三年多。

新在哪里?首先,这是第一次找到溶酶体的“进钙”分子。其次,它的工作方式出乎意料。学界原本普遍认为,溶酶体吸钙要靠里面的酸,用氢离子去“换”钙。新发现的TMEM184却不靠酸,也不耗能量。它利用了细胞器之间的“邻里关系”:溶酶体缺钙时,旁边细胞里最大的钙库内质网会在两者贴近的地方局部放出钙,形成一小片高钙区,TMEM184顺势把钙运进溶酶体。

打个比方,这就像一个仓库门口紧挨着一座水塔。仓库自己没法把水往高处抽,但水塔在门口一开闸,水自己就流进来了。论文还显示,TMEM184只运钙,会把钠、钾这类带一个电荷的离子挡在外面。

这对普通人有什么意义?两个蛋白缺了,溶酶体的钙库就空了,钙放不出来,溶酶体的分泌、新生和膜修补都会出问题,表现和缺少出口通道TRPML1时一样。此前已有研究在神经发育障碍患者身上找到过TMEM184B的基因突变,但一直不清楚它怎么致病。这次研究证实,这个突变让蛋白失去了运钙能力;缺少Tmem184b的小鼠也出现了严重的运动障碍。这为理解一部分罕见病提供了一个具体的线索,也给以后寻找治疗方向多了一个可以瞄准的目标。

原文发布时间:《科学》,北京时间2026年11月13日/美国东部时间2026年11月12日

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