我们的免疫系统很擅长区分我们自己身体的化学成分和入侵病原体的化学成分。当它出现故障时,我们的身体就会成为一场激烈内战的宿主。
科学家们热衷于更详细地了解这一点,一种新发现的使外源DNA传感器失活的“开关”可能会提供重要的见解。
瑞士洛桑联邦理工学院的一个研究小组,发现了一种叫做“环状GMP-AMP合成酶”(cGAS)的酶,这是这项发现的关键部分。
这种蛋白质的任务是识别渗透的病毒。它与任何漂浮在细胞黏性细胞质中的外来DNA结合,并引发反应,提醒身体注意入侵者。
我们已经知道cGAS需要受到严格的调节来控制它,尤其是当它进入细胞核时。这项新研究确定了一种生物开关,在不需要免疫反应的地方标记酶的缺失。
研究人员在他们发表的论文中写道:“随着先前定义的与核小体的相互作用,我们的研究结果提供了cGAS核调节的完整结构模型。”
科学家们已经证实,当细胞分裂生长时,核膜会溶解,这使得cGAS很容易接触到包裹在里面的DNA。在那里,它与被称为核小体的DNA包装单元结合,并被称为BAF的蛋白质覆盖,等待可能需要它的时候。
在这项研究中,通过对实验室培养的细胞进行详细分析,研究小组发现了一种名为“CRL5-SPSB3”的蛋白质复合物。它在cGAS中添加了一种叫做“泛素”的化学物质,来标记它是一次性的。
当不需要cGAS时 —— 当没有外来DNA的威胁时,这是杀死cGAS的关键开关。从本质上讲,当这些细胞生长时,它通过温和地将酶带出画面来阻止酶攻击健康细胞。
控制免疫系统反应的部分信号被称为“干扰素”或“IFN途径”,该研究显示了cGAS和CRL5-SPSB3是如何参与IFN的,它们负责以一种或另一种方式拨动开关。
研究人员写道:“这些结果表明,核cGAS水平影响细胞IFN的张力,并揭示了CRL5-SPSB3在细胞内在免疫中的作用。”
自身免疫性疾病,如1型糖尿病和炎症性肠病,发生在免疫系统控制不正常时。这项新研究强调了其中一个值得进一步研究的控制因素。
现在我们对cGAS的工作原理有了更多的了解,我们可能能够开发出有效的方法,来确保它总是表现良好。
研究人员写道:“我们的研究将蛋白质降解定义为细胞核中cGAS调节的决定因素,并提供了对cGAS元素的结构见解,该元素可用于治疗开发。”
这项研究发表在《自然》杂志上。
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结论:科学家们通过发现一种名为“环状GMP-AMP合成酶”的酶,揭示了免疫系统如何通过标记酶的缺失来调控cGAS活性。cGAS是一种关键的防御机制,它可以识别并清除入侵的病毒,同时也能保持细胞核的稳定。这项研究对于理解自身免疫疾病的发生机制有着重要意义。