生物評論周報第133期:Nature:世界上首次實現跨膜孔蛋白的精確從頭設計

 

1、Nature:世界上首次實現跨膜孔蛋白的精確從頭設計

 

2020年8月26日,來自美國華盛頓大學David Baker、William A. Catterall以及Peilong Lu研究組合作在《自然》上發表了題為“Computational design of transmembrane pores.”的新突破成果,他們進行了跨膜蛋白孔的計算設計。

 

跨膜蛋白孔

Fig 1|?Cryo-EM structures of the 16-helix TMH4C4 transmembrane channel.

 

他們報告了由兩個α螺旋同心環形成的蛋白質孔的計算設計,這些同心環在其水溶性和跨膜形式上均穩定且單分散。12螺旋孔和16螺旋孔的水溶性形式的晶體結構與計算設計模型緊密匹配。膜片鉗電生理實驗表明,當在昆蟲細胞中表達時,12螺旋孔的跨膜形式使離子能夠以較高的鉀離子選擇性穿過膜。

 

離子通道被孔入口處的特定化學修飾所阻塞。當使用體外蛋白質合成方法將其摻入脂質體中時,16螺旋孔的跨膜形式(而不是12螺旋孔)使生物素化的Alexa Fluor 488通過。16螺旋跨膜孔的冷凍電鏡結構與設計模型緊密匹配。產生結構上和功能上明確的跨膜孔的能力,為各種應用創建設計通道和孔打開了大門。

 

研究人員表示,跨膜通道和孔在基本生物學過程和生物技術應用(例如DNA納米孔測序)中具有關鍵作用,因此引起了對含孔蛋白設計的極大興趣。已發現合成的兩親性肽可形成離子通道,并且從頭膜蛋白設計和重新設計天然存在的含通道蛋白方面已有新進展。然而,從頭開始設計穩定、輪廓分明的跨膜蛋白孔,這些孔能夠選擇性地傳導離子或足夠大,以使小分子熒光團能夠通過。

?

(評論: 有助于人們更好地理解物質跨膜轉運,實現了多次跨膜蛋白三維結構的精確設計。

 

文章來源:

Chunfu Xu, Peilong Lu?et?al, Computational design of transmembrane pores. DOI: 10.1038/s41586-020-2646-5,?Nature:最新IF:43.07

 

2、程序性細胞壞死necroptosis)的全新功能:創造組織修復的微環境。

 

2020年8月24日,來自中國科學院分子細胞科學卓越創新中心(生物化學與細胞生物學研究所)孫麗明研究組和胡蘋研究組合作在Cell Research在線發表題為“Myofiber necroptosis promotes muscle stem cell proliferation via releasing Tenascin-C during regeneration.”的研究成果,首先發現在肌纖維細胞中阻斷細胞壞死的發生會破壞肌肉的修復能力,進一步發現壞死的肌纖維能夠釋放促肌肉干細胞增殖的因子。

 

程序性細胞壞死

Fig?2|?The schematic model of necroptotic myofiber releasing TNC to promote MuSC proliferation.

 

該研究首先發現在肌纖維細胞中阻斷細胞壞死的發生會破壞肌肉的修復能力,進一步發現壞死的肌纖維能夠釋放促肌肉干細胞增殖的因子。利用生物化學純化結合質譜分析,研究人員發現損傷后的肌纖維細胞瞬時高表達細胞壞死關鍵蛋白RIPK3和MLKL,發生依賴于p-MLKL的細胞壞死;壞死的肌纖維細胞同時上調Tenascin-C (TNC)蛋白的表達并在MLKL介導的細胞膜破裂后將TNC釋放到肌肉干細胞的微環境中。TNC通過其N端的EGFL結構域結合并激活肌肉干細胞的EGFR受體,促進肌肉干細胞的增殖,推動修復。

 

在肌肉損傷修復過程中,肌纖維細胞通過發生細胞壞死,在死亡的同時高表達有益于組織修復的TNC,為肌肉干細胞的增殖提供了有利的微環境。

 

評論:?這項研究為理解細胞壞死通過釋放蛋白因子直接激活組織干細胞增殖,進而推動組織修復,提供了重要的依據。

 

文章來源:

Shen’ao Zhou, Wei Zhang, Gaihong Cai et al, Myofiber necroptosis promotes muscle stem cell proliferation via releasing Tenascin-C during regeneration.?https://www.nature.com/articles/s41422-020-00393-6

 

3、Nature Biotechnology:質譜可用于鼻腔拭子新冠病毒的檢測

 

2020年7月30日,來自智利塔爾卡大學Leonardo S. Santo等研究人員合作在《自然—生物技術》發表了題為“Detection of SARS-CoV-2 in nasal swabs using MALDI-MS.”的研究成果,利用MALDI-MS實現對鼻腔拭子中SARS-CoV-2的檢測。

 

研究人員描述了一種使用基質輔助激光解吸/電離質譜(MALDI-MS)和機器學習分析方法來檢測鼻拭子中SARS-CoV-2的方法。這種方法使用了發展中國家臨床實驗室中常見的設備和專業知識。研究人員從總共362個樣品中獲得了質譜圖(通過RT-PCR獲得211個SARS-CoV-2陽性和151個陰性)。

 

質譜可用于鼻腔拭子中新冠病毒的檢測

Fig 3|?Detection of SARS-CoV-2 in nasal swabs using MALDI-MS

 

研究人員測試了兩種特征選擇方法和六種機器學習方法,從而確定性能最高的分析方法并確定SARS-CoV-2檢測的準確性。支持向量機器模型提供了最高的準確性(93.9%),假陽性為7%,假陰性為5%。這些結果表明,MALDI-MS和機器學習分析可用于可靠地檢測鼻拭子樣本中的SARS-CoV-2。

 

據悉,使用RT–PCR和其他先進方法檢測SARS-CoV-2可以達到很高的準確性。但是,在缺乏足夠資源來處理COVID-19大規模檢測的國家,其應用受到限制。

?

評論: 現在發現檢測SARS-CoV-2的方法越來越多了,還是發掘更簡便快捷經濟的方式才是真惠及民眾。

 

文章來源:

Fabiane M. Nachtigall, Alfredo Pereira,?Detection of SARS-CoV-2 in nasal swabs using MALDI-MS.?DOI: 10.1038/s41587-020-0644-7,Nature Biotechnology:最新IF:31.864



艾美捷科技優勢代理品牌

發表評論

:?: :razz: :sad: :evil: :!: :smile: :oops: :grin: :eek: :shock: :???: :cool: :lol: :mad: :twisted: :roll: :wink: :idea: :arrow: :neutral: :cry: :mrgreen: