《美国科学家发现DNA同义突变会影响蛋白质折叠,影响细胞生长》

  • 来源专题:中国科学院文献情报生命健康领域集成服务门户
  • 编译者: 范月蕾
  • 发布时间:2020-04-02
  • 3月13日,美国圣母大学科学家发现,DNA序列的同义变异(基因碱基序列改变,但其所编码的氨基酸不变)可显著影响蛋白质的折叠过程,进而损害细胞功能。研究人员发现大肠杆菌中的氯霉素乙酰基转移酶(CAT)的同义突变可以扰乱蛋白质折叠,进而导致大肠杆菌的严重生长缺陷。该研究打破了同义突变不会对细胞产生显著影响的传统认知。相关研究成果发表于《美国国家科学院院刊》。

  • 原文来源:;https://www.sciencedaily.com/releases/2020/03/200302153549.htm
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  • 《科学家发现DNA能与泛素结合 对DNA修复意义重大》

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    • 编译者:huangcui
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    • 2004年,诺贝尔化学奖授予了三名科学家,以表彰他们发现了“泛素介导的蛋白降解”这一重要生物学机制。上面这串文字虽然看似复杂,但却很好理解:如果把蛋白比作是细胞内的快递包裹,“泛素”就是包裹上的特殊二维码。当细胞“扫”到这个二维码,就会降解相应的蛋白,维持细胞内的动态平衡。 正是由于泛素化在蛋白质平衡中的作用太过关键,许多研究泛素的学者往往只将注意力集中在了蛋白质上。但来自哈佛大学医学院的魏文毅教授课题组则成功跳出了思维框架的限制。他们发现,DNA竟也能与泛素结合,且对于DNA的修复有重要意义。这一刷新认知的发现刊登在了最新一期的《科学》子刊《Science Signaling》上,并得到了《科学》官网的特别介绍。 他们是怎么发现泛素还和DNA有关的呢?这还要从DNA的修复说起。我们知道,DNA存储着我们的遗传信息,一旦DNA出现损伤而得不到及时修复,就有可能引起癌症等严重后果。目前,科学家们已经发现,在DNA断裂处,会出现多聚泛素链的积聚,而缺少这些泛素则会导致DNA损伤修复出现缺陷。 “然而到目前为止,泛素化被认为只参与蛋白修饰,以调控蛋白降解,或是蛋白与蛋白的相互结合,”研究人员们在论文里写道:“我们好奇多聚泛素链能否执行和蛋白无关的其他功能?如果能,它又是怎么起作用的?” 为了回答这些问题,研究人员们首先检测泛素蛋白能否与DNA直接结合。一系列实验表明还真能!而且,研究人员们还做出了一个非常有趣的发现:仅有一类多聚泛素链能与DNA结合。此类泛素链是由赖氨酸-63(K63)相连形成的。 这就引申出了下一个问题,为啥只有这一种泛素能结合DNA?它究竟对DNA有怎样的影响?后续研究表明,一旦K63相连的泛素链出现突变,削弱了与DNA的结合能力,DNA受损处的多聚泛素链水平就会下降,对DNA的修复产生不利影响。作者们在论文中指出,无论是在酵母细胞,还是在哺乳动物细胞里,此类泛素链对于DNA的及时修复有着不可或缺的作用。 在上文中我们提到,DNA是否能得到正确修复,决定了细胞是否健康。而不少癌症的病因,正是由于遗传信息上出现了错误。那么,K63相连的泛素链,和癌症是否有着关联呢?果不其然,在线上的数据库中,研究人员们从肺癌、黑色素瘤、以及乳腺癌的患者中找到了3个泛素基因里的突变,会影响到其与DNA的结合。这些发现也表明,最新得到阐明的泛素功能,可能与癌症等疾病相关。
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    • 编译者:xxw
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    • 多伦多大学(university of toronto)的研究人员发现了宿主细胞对抗细菌感染的免疫机制,同时发现对这一过程至关重要的一种蛋白质能够感知并对所有哺乳动物细胞中错误折叠的蛋白质做出反应,相关研究成果于近日发表在《Science》上。 这种蛋白质被称为血红素调控抑制因子或HRI,研究人员表明,在细菌感染过程中,它会触发并协调形成更大复合物的其他蛋白质之间的连锁反应。这个更大的群体或"信号体"会放大炎症并导致抗菌反应。 但研究人员表示,HRI还可以调节其他细胞类型的蛋白质折叠。蛋白质折叠有助于确定蛋白质的三维形状,对其功能至关重要,它与非传染性疾病有关,包括帕金森病、阿尔茨海默病和ALS。 "我们发现的先天免疫功能本质上是一种蛋白质支架的机制,这很重要,因为你需要对细菌感染做出快速而有序的反应,"牛津大学的实验室医学、病理生物学和免疫学教授Stephen Girardin说。"但我们也发现同样的途径对于蛋白质支架和其他细胞的聚集很重要,这为神经退行性疾病和其他疾病的研究开辟了前景。" 研究人员已经研究HRI超过30年,但主要是在红细胞紊乱的背景下进行研究。"这种蛋白质出现在哺乳动物体内的所有细胞中,被认为是一种广泛的或杂乱的传感器,"今年早些时候在Girardin实验室完成博士学位的论文第一作者Mena Abdel-Nour说。"但相对于模式识别分子和淀粉样结构的形成,它被忽视了。在我们相信我们所看到的之前,我们必须通过几种不同的途径来测试它的作用。" Abdel-Nour和他的同事开发了一种新的技术来研究HRI的影响。他们采用了Jeffrey Lee实验室的生物化学分析方法。科学家们一直在努力做出这种区分,部分原因是大多数可用的测试只能在试管中工作,不能适应细胞。 研究人员有早期的临床前数据表明,HRI可以预防帕金森病中出现的神经退行性变。"我们猜想有可能找到产生HRI 保护作用的分子,这可能导致真正的治疗," Abdel-Nour说,他计划从事生物技术和医疗顾问的职业。目前帕金森治疗的重点是发现和清除蛋白质聚集物,而不是在这些聚集物聚集之前修复细胞缺陷。 Girardin说,他致力于与神经科学家合作进行这项研究,他刚刚获得了支持这项工作的资金。"我们关注帕金森病,因为它是一种对人类健康非常重要的疾病,因为它的特点是细胞内的蛋白质聚集,所以它可能是测试这种新途径的完美模型。" 接下来的步骤包括对蛋白质错误折叠过程中HRI和相关复合物的生化研究,以及对神经退行性疾病的动物研究,以进一步验证这一新途径。