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《Cell | ADP-核糖基化从分子机制到治疗意义》

  • 来源专题：战略生物资源
  • 编译者： 李康音
  • 发布时间：2023-10-16

  • 2023年10月12日，法国国家科学研究中心、牛津大学及埃克塞特大学的研究人员在Cell上发表题为ADP-ribosylation from molecular mechanisms to therapeutic implications的文章。

    ADP-核糖基化是一种普遍存在的生物分子的修饰，包括蛋白质和核酸，它调节所有生命王国中的各种细胞功能。最近出现的研究ADP-核糖基化的新技术，重塑了我们对控制这种修饰的建立、去除和识别的分子机制的理解，以及它对细胞和有机体功能的影响。这些进展也揭示了ADP-核糖基化在人类生理和病理中的复杂参与，以及它们的操纵在治疗中的巨大潜力。在这篇综述中，研究人员提出了最先进的发现，涵盖了在结构生物学，生物化学，细胞生物学，和ADP-核糖基化的临床方面的工作。

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    • 编译者：李康音
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    • 2024年4月17日，洛克菲勒大学Luciano A. Marraffini、芝加哥大学Phoebe A. Rice共同通讯在Nature发表题为DNA glycosylases provide antiviral defence in prokaryotes的文章，发现了原核生物利用DNA糖基化酶防御病毒感染的新机制。迄今为止，这些酶在抗病毒免疫方面还不太被认可，然而作者指出其在细菌和噬菌体之间正在进行的进化军备竞赛中发挥着关键作用。通过创新实验方法，该团队绕过了现有基因组数据的限制，探索了环境DNA（eDNA）尚未开发的潜力，发现新的抗病毒防御机制。 这项研究始于一种策略性方法，通过用裂解大肠杆菌T4噬菌体感染携带土壤宏基因组DNA库的大肠杆菌来分离防御基因。该策略鉴定了一种以前未知的DNA糖苷酶Brig1，其特异性靶向并从T4噬菌体基因组中去除α-葡糖基羟甲基胞嘧啶（α-葡糖基hmC）核碱基。当Brig1作用于病毒DNA时，它会产生无碱基位点，有效地阻止病毒复制的进程。Brig1的特异性是显著的：它能够在体外降解T4噬菌体DNA，证明其直接参与阻碍病毒生命周期。经过仔细检查，发现Brig1是一种具有最低裂解酶活性的单功能糖基化酶，这意味着它能切除受损或修饰的碱基，而不会立即切割DNA的磷酸二酯酶骨架。相反，在适当的条件下，它会产生无碱基位点，导致β-消除反应后的双链DNA断裂。 作者通过分离成功绕过酶防御的“逃避者”噬菌体，进一步阐明了Brig1的有效性。对这些逃避者的基因分析揭示了T4α-葡糖基转移酶基因的突变，表明Brig1靶向噬菌体自身引入的葡糖基化标记。重要的是，该研究在不同细菌分支的不同细菌防御基因座中都检测到了Brig1的同源物，表明这些糖基化酶赋予了细菌对一系列T噬菌体的免疫力。Brig1对α-葡糖基hmC的特异性表明，T噬菌体可能进化出了羟甲基胞嘧啶的不同修饰模式，以逃避宿主编码的DNA糖苷酶（如Brig1）的识别和降解。 此外，该研究强调了Brig1和宿主DNA修复途径之间的相互作用。Brig1对病毒DNA的作用导致可能触发宿主修复机制的改变，随后进一步降解噬菌体基因组，从而放大抗病毒反应。 总的来说，这项研究展示了原核生物中一类以前未被识别的抗病毒蛋白——DNA糖基化酶——它们作为分子哨兵防御噬菌体入侵。Brig1及其同源物的发现为未来研究原核宿主及其病毒捕食者之间的动态相互作用开辟了令人兴奋的途径，对生物技术和理解宿主-病毒相互作用的自然进化具有重要意义。这项工作强调了筛选未测序DNA样本以揭示新型免疫系统的能力，并扩展了我们对细菌防御的复杂性和多功能性的了解，还指出存在更广泛的相关糖苷酶家族，每种糖苷酶都可能靶向不同噬菌体群体中hmC核碱基的不同修饰。
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  • 《Cell | 细胞表面RNA的功能——糖基化RNA调控中性粒细胞炎症反应》
    • 来源专题：战略生物资源
    • 编译者：李康音
    • 发布时间：2024-01-29
    • 2024年1月22日，美国耶鲁大学Jun Lu与Dianqing Wu（吴殿青）研究团队合作在Cell杂志在线发表了题为Cell Surface RNAs Control Neutrophil Recruitment的论文。 生物体内的RNA绝大多数存在于细胞内部，是细胞不可或缺的关键分子。然而，最近的研究在哺乳动物细胞中发现定位在细胞外表面的RNA，其中包括具有糖基化修饰的RNA，被称为糖基化RNA （glycoRNA）。对于为何哺乳动物在细胞表面存在RNA这一现象，以及这些细胞表面的RNA是否具有重要的功能，还是仅仅是代谢的随机产物，一直是科学界关注的焦点。 报道了细胞表面RNA对中性粒细胞的炎症反应至关重要。这篇论文发现糖基化RNA以高稳定度存在于中性粒细胞的外表面，细胞表面的RNA对中性粒细胞在小鼠体内被招募到炎症组织至关重要，并且揭示了调控糖基化RNA表达水平的重要机制。
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