《Nature | 利用分裂内含肽对蛋白质反式剪接来表达大型肌营养不良症蛋白》

  • 编译者: 李康音
  • 发布时间:2024-07-19
  • 2024年7月17日,华盛顿大学医学院等机构的研究人员在Nature发表了题为Split intein-mediated protein trans-splicing to express large dystrophins的文章。

    使用腺相关病毒(AAV)载体进行基因置换是治疗许多疾病的一种很有前景的方法。然而,AAV 的包装能力(约 4.7 千碱基)使这种治疗方式面临挑战,限制了它在涉及大编码序列疾病(如杜氏肌营养不良症,其信使 RNA 为 14 千碱基)方面的应用。

    该研究开发了一种新方法,利用由分裂内含肽介导的蛋白质剪接机制来表达大型肌营养不良症蛋白。研究人员发现了几对分裂内含肽,它们能有效地连接两个或三个片段,形成一个大型的中型肌营养不良蛋白或全长蛋白。该研究表明,向肌营养不良小鼠体内输送两个或三个 AAV 会导致大型肌营养不良蛋白的大量表达,并且与微量肌营养不良蛋白相比,生理状况会得到显著改善。此外,研究人员使用强效肌营养 AAVMYO4 证明,低总剂量(每千克 2E13 个病毒基因组)就足以在全身横纹肌中表达大型肌营养不良症蛋白,并显著改善肌营养不良症小鼠的生理机能。该研究的数据显示,与正在临床试验中的微量营养不良症蛋白相比,大剂量营养不良症蛋白在功能上具有明显优势。无论基因型如何,这种方法都能使许多杜兴氏或贝克型肌营养不良症患者受益,而且还能适用于其他许多因大基因突变而导致的疾病。

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    • 2024年1月24日,日本综合研究大学院大学等机构的研究人员在杂志Nature上发表了题为Coordination of cohesin and DNA replication observed with purified proteins的文章。 两个新复制的基因组 DNA 拷贝通过环形粘连蛋白复合物结合在一起,以确保在细胞分裂过程中基因组的忠实遗传。粘连蛋白通过在 DNA 复制过程中拓扑捕获两个姐妹 DNA 来介导姐妹染色单体内聚力,但对如何在复制叉处建立内聚力知之甚少。 该研究通过使用纯化的蛋白质重构功能性复制体来研究粘连蛋白和复制之间的相互作用。一旦DNA在复制前被包围,粘连蛋白环就会容纳整个复制,从起始到终止,从而实现新合成DNA的拓扑捕获。这表明拓扑粘连蛋白负载是应对复制的关键分子先决条件。矛盾的是,拓扑负载本身是高度限速的,在具有复制能力的生理盐浓度下几乎不会发生。这种不一致通过复制体相关的内聚建立因子 Chl1 解旋酶和 Ctf4 解决,它们在持续复制过程中特异性地促进粘连蛋白负载。因此,研究人员发现模拟 DNA 解旋状态的气泡 DNA 诱导拓扑粘连蛋白负载,这被 Chl1 进一步促进。因此,研究人员提出,当粘连蛋白遇到由酶活性(包括复制)驱动的未缠绕的DNA结构时,它会将初始静电DNA结合模式转换为拓扑拥抱。总之,该研究结果显示了粘连蛋白最初如何响应复制,并为姐妹染色单体内聚力的建立提供了分子模型。
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