同日三篇Nature 华人学者们又有哪些新发现?

来源: 生物探索  Fri Nov 30 10:20:37 CST 2018 A- A+

作者:Flora来源:生物探索

顶尖学术期刊《Nature》最新一期有3篇文章来自于华人团队,这些研究囊括了哪些新知识呢?我们来划个重点……

11月29日,《Nature》期刊更新,多篇学术论文“盛装亮相”。值得关注的是,这期期刊中有3篇来自中国学者的论文集中发表,他们的作者分别是德克萨斯大学西南医学中心的陈志坚团队、中科院生物化学与细胞生物学研究所的许琛琦团队、中科院生物物理研究所的朱冰团队。

陈志坚团队:解开先天免疫领域的一大“谜团”

图为陈志坚研究员在福建师范大学作报告(图片来源:学校官网)

前不久刚获得“生命科学突破奖”的陈志坚教授带领团队在最新一期《Nature》发表了重要研究成果,解开了先天免疫领域一个存在已久的谜团。

这一谜团的主角是“NLRP3”,一种炎症小体,被证实在病原体感染、阿尔兹海默症、癌症、2型糖尿病等多种疾病中都发挥着举足轻重的作用。但是,NLRP3是如何在多种刺激下促进炎症反应的?这背后的机制一直未能破解。

https://doi.org/10.1038/s41586-018-0761-3

现在,陈志坚团队解析了NLRP3炎症小体的结构变化,发现不同的刺激会导致细胞内的高尔基体反面网络结构(trans-Golgi network,TGN)发生解体,形成巨大的囊泡。

这些囊泡中含有一种特殊的脂质成分(PI4P),会与NLRP3的特定区域结合,进而激活NLRP3,启动相应的炎症反应。

“NLRP3炎症小体的独特之处在于,它可以被大量刺激触发。我们的研究发现,NLRP3并不会直接识别有毒物质,而是通过检测细胞结构变化(由引发细胞损伤的不同刺激造成)完成响应。” 陈志坚解释道。

许琛琦团队:解析PD-1降解机制

图片来源:中科院生物化学与细胞生物学研究所官网

PD-1是T细胞表面著名的“刹车分子”,负责抑制T细胞避免其过度活跃。围绕它,科学家们研发出多款重磅型抗癌药物。现在,来自中科院生物化学与细胞生物学研究所的许琛琦团队首次发现,这一“刹车”分子有一个快速降解过程。这一新机制有望带来新的抗癌疗法。

他们发现,调控PD-1快速降解的关键分子是FBXO38,一种E3泛素连接酶。FBXO38负责促进PD-1在蛋白酶体进行降解,从而将PD-1表达水平维持在正常水平,最终确保T细胞发挥功能。

在人或小鼠的肿瘤组织中,肿瘤浸润T细胞的Fbxo38表达较低。研究团队推测,这可能导致PD-1不能被正常降解,T细胞“刹车分子”过多,因此无法对抗肿瘤。

https://doi.org/10.1038/s41586-018-0756-0

他们惊喜的发现,抗肿瘤药物白介素2(IL-2)可以上调Fbxo38,让PD-1恢复正常水平,从而提高T细胞的抗肿瘤能力。

这些结果表明,FBXO38对PD-1降解的调控,有望成为抑制PD-1通路的新靶标,从而带来新的抗癌疗法。

朱冰团队:揭秘卵子发生过程中的关键机理

图片来源:中科院生物物理所官网

哺乳动物的卵母细胞的发育会出现DNA甲基化逐渐增加的现象,主要由起始性DNA甲基转移酶DNMT3A介导。然而,不同于精子以及大多数体细胞,卵母细胞的基因组在转录惰性区域(transcriptionally inert regions)的甲基化程度较低。这是为什么呢?

来自中国科学院生物物理研究所的朱冰研究员课题组发现,一种关键因子Stella在小鼠卵母细胞的甲基化过程中发挥着重要作用。

https://doi.org/10.1038/s41586-018-0751-5

最新研究揭示,缺乏Stella的卵母细胞,其基因组发生了更多的DNA甲基化现象,包括启动子以及不活跃的基因区域。这种异常的高甲基化会阻碍胚胎发育,引发缺陷。

更重要的是,Stella缺失引发的高甲基化依赖于一种维持性DNA甲基转移酶——DNMT1的起始性DNA甲基化酶活性。当人为敲除DNMT1,可以显著降低Stella缺失引发的异常高甲基化现象。

朱冰团队的这一最新研究首次证实,过去一直被认为是维持性DNA甲基化转移酶DNMT1拥有其他功能,即起始性DNA甲基化酶活性,并揭示了Stella通过抑制DNMT1活性保护卵母细胞基因甲基化正常建立的机制。

参考资料:

FBXO38 mediates PD-1 ubiquitination and regulates anti-tumour immunity of T cells

Stella safeguards the oocyte methylome by preventing de novo methylation mediated by DNMT1

PtdIns4P on dispersed trans-Golgi network mediates NLRP3 inflammasome activation

Scientists solve longtime mystery in innate immunity

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