這一發(fā)現(xiàn)揭示了細(xì)胞解釋環(huán)境信號(hào)的基本方式

一項(xiàng)基本的科學(xué)發(fā)現(xiàn)揭示了細(xì)胞解釋其環(huán)境信號(hào)的基本方式，并可能最終為潛在的新療法鋪平道路。這一發(fā)現(xiàn)涉及細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，稱(chēng)為河馬通路，通?？梢韵拗萍?xì)胞分裂和調(diào)節(jié)器官大小，在組織生長(zhǎng)和腫瘤抑制中發(fā)揮作用。河馬路徑是如此基本，以至于在人類(lèi)和蒼蠅物種中都存在。

彭博學(xué)院的研究人員通過(guò)解開(kāi)一個(gè)長(zhǎng)期以來(lái)一直是個(gè)謎的謎團(tuán)，闡明了它的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑是如何工作的，也就是說(shuō)，它的核心成分之一，一種叫做MST2的酶，是如何被多個(gè)信號(hào)輸入激活的。

該發(fā)現(xiàn)發(fā)表于《生物化學(xué)雜志》年11月20日。

我們知道這種途徑可以被不同的上游信號(hào)激活，在這里我們揭示了這種情況的機(jī)制。"

詹尼弗卡弗蘭博士，高級(jí)研究作者，彭博學(xué)院生物化學(xué)與分子生物學(xué)系助理教授。

河馬通路通常阻止細(xì)胞分裂。一旦器官達(dá)到合適的大小，就會(huì)阻止器官變大。在許多癌癥中發(fā)現(xiàn)了阻礙細(xì)胞分裂的途徑突變或其他異常，這使得河馬途徑的元素成為未來(lái)癌癥治療的潛在目標(biāo)。

由于其在組織和器官生長(zhǎng)中的基本作用，這種方法也引起了研究人員的極大興趣，他們正在研究促進(jìn)傷口愈合和刺激受損組織再生的技術(shù)。

河馬通路的心臟始于兩種高度相關(guān)的酶MST1和MST2的激活，這兩種酶幾乎相同，功能重疊。各種生物事件，包括細(xì)胞與細(xì)胞的接觸、一些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、壓力和通過(guò)細(xì)胞受體的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，都可能導(dǎo)致MST1/2的激活——在這個(gè)過(guò)程中，酶被磷和氧原子標(biāo)記為磷酰基。

一旦被這種“自磷酸化”激活，MST1/2就可以向下游發(fā)送信號(hào)，完成信號(hào)鏈，抑制細(xì)胞分裂。通常，經(jīng)歷自磷酸化的蛋白質(zhì)被單個(gè)分子“事件”激活，例如與特定分子結(jié)合或與同一酶的另一個(gè)拷貝相互作用。這些不同的輸入如何觸發(fā)MST1/2的激活一直是個(gè)謎。

Kavran說(shuō)：“在細(xì)胞生物學(xué)中，我們習(xí)慣于這樣一種想法，即當(dāng)一種酶?jìng)鬟f信號(hào)時(shí)，一個(gè)分子事件會(huì)使這種酶打開(kāi)?！?

在這項(xiàng)研究中，她和她的同事展示了人類(lèi)MST2的體外和細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，這種酶的無(wú)數(shù)上游激活劑以同樣的方式觸發(fā)了MST2的自磷酸化，只是通過(guò)增加這些酶的局部濃度，從而減少了每種酶上酶位點(diǎn)之間的距離，使它們更容易相互磷酸化。

研究人員認(rèn)為，他們的發(fā)現(xiàn)可能不僅適用于MST2，也適用于它的雙胞胎MST1和其他物種產(chǎn)生的非常相似的酶版本。

盡管這主要是一項(xiàng)基礎(chǔ)科學(xué)研究，但無(wú)論是用于基礎(chǔ)研究還是組織再生和抗癌治療的潛在治療應(yīng)用，研究結(jié)果都應(yīng)增強(qiáng)研究人員操縱希波通路信號(hào)的能力。

Kavran說(shuō)：“我們?cè)诩?xì)胞培養(yǎng)中激活MST2的技術(shù)應(yīng)該對(duì)其他正在研究河馬途徑的實(shí)驗(yàn)室有用，我們需要一種方法來(lái)以可控的方式打開(kāi)它?！?

她和她的實(shí)驗(yàn)室計(jì)劃研究這一途徑中其他酶的調(diào)節(jié)。

Thao Tran，Jaba Mitra，Taekjip Ha和Jennifer Kavran寫(xiě)道“增加激酶結(jié)構(gòu)域的接近度以促進(jìn)海馬信號(hào)傳遞過(guò)程中MST2的自磷酸化”。

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