生物评论周报第225期:《科学》CRISPR相关的内肽酶可进行RNA激活蛋白的切割

1、《科学》:CRISPR相关的内肽酶可进行RNA激活蛋白的切割

2022年11月3日,来自美国麻省理工学院张锋等研究人员合作在《科学》杂志发表了题为“RNA-activated protein cleavage with a CRISPR-associated endopeptidase.”的研究成果,发现CRISPR相关的内肽酶可进行RNA激活蛋白的切割。

CRISPR系统-蛋白酶多维度工作原理

 

据研究人员介绍,CRISPR-Cas系统通过RNA引导的核酸酶活性在原核生物中对外来遗传元件提供适应性免疫反应。最近,在与CRISPR系统的遗传关联中发现了更多具有非核酸酶功能的基因,表明可能存在其他RNA引导的非核酸酶。一个这样的基因编码TPR-CHAT蛋白酶Csx29,它与CRISPR效应器Cas7-11相关。

研究人员证明了这种CRISPR相关蛋白酶(CASP)对Σ因子抑制剂表现出可编程的RNA激活的内肽酶活性,从而调节转录反应。一种活跃的、底物结合的CASP复合物的冷冻电镜显示了一种异构激活机制,该机制在靶标RNA结合时重组Csx29的催化残基。这项工作揭示了自然界中的一种RNA引导功能,它可以被用于体外和人类细胞中的RNA感应应用。

 

(评论:证明Cas7-11–Csx29 效应器是一种 RNA 依赖性核酸酶-蛋白酶系统并且为细菌对抗噬菌体免疫系统的重要部分。此系统在转译后的蛋白级别进行计算,所以拥有检测癌细胞和特定细胞亚型的潜质。)

文章来源:Jonathan Strecker, F. Esra Demircioglu, David Li et al, RNA-activated protein cleavage with a CRISPR-associated endopeptidase.DOI: add7450,最新IF:41.037

 

2、Nature:阻断PD-L1-PD-1可改善衰老监测和衰老表型

2022年11月2日,来自日本东京大学Makoto Nakanishi等研究人员合作在《自然》杂志上发表了标题为“Blocking PD-L1–PD-1 improves senescence surveillance and ageing phenotypes.”的研究成果,发现阻断PD-L1-PD-1可改善衰老监测和衰老表型。

据了解,衰老细胞的积累是与年龄有关的炎症的一个主要原因,并容易导致各种与年龄有关的疾病。然而,人们对这种积累的分子基础以及它作为改善衰老过程的靶标潜力知之甚少。

研究人员表明,衰老细胞异质性地表达免疫检查点蛋白程序性死亡配体1(PD-L1),并且PD-L1+衰老细胞在体内随着年龄的增长而积累。PD-L1-细胞对T细胞监视敏感,而PD-L1+细胞则有抵抗力,甚至在存在衰老相关的分泌表型(SASP)情况下也是如此。体内p16+细胞的单细胞分析显示,PD-L1的表达与较高水平的SASP相关。

与此相一致的是,对自然衰老的小鼠或具有正常肝脏或诱导的非酒精性脂肪性肝炎的小鼠模型给予程序性细胞死亡蛋白1(PD-1)抗体,以激活CD8+T细胞依赖的方式减少体内p16+细胞的总数以及PD-L1+群体,并改善各种老化相关表型。

这些结果表明,PD-L1的异质性表达在衰老相关的衰老细胞积累和炎症中具有重要作用,通过免疫检查点阻断消除PD-L1+衰老细胞可能是一种有前景的抗衰老治疗策略。

 

(评论:免疫检查点阻断疗法可以减弱PD-L1阳性衰老细胞对T细胞的抑制信号,重新激活免疫监视,清除衰老细胞并改善各种与年龄相关的表型。)

文章来源:Wang, Teh-Wei, Johmura, Yoshikazu et al, Blocking PD-L1–PD-1 improves senescence surveillance and ageing phenotypes.DOI: 10.1038/s41586-022-05388-4,最新IF:43.07

 

3、《科学》:瓜类植物的性别决定新机制

2022年11月4日,来自法国巴黎萨克雷大学Abdelhafid Bendahmane团队合作在《科学》杂志上发表了题为“The control of carpel determinacy pathway leads to sex determination in cucurbits. ”的研究成果,控制心皮决定性的途径导致瓜类植物的性别决定。

据介绍,雄性和雌性单性花是从雌雄同体的祖先演变而来的,控制花的性别对植物育种很有用。

 

研究人员在甜瓜中分离出一个雌性到雄性的性别转换突变体,并确定其致病基因为心皮特征基因CRABS CLAW(CRC)。结果表明,瓜类植物性别决定的主要调节器,即转录因子WIP1(其表达协调雄花的发育),其将核心抑制因子TOPLESS招募到CRC启动子,通过组蛋白去乙酰化抑制其表达。损害TOPLESS-WIP1的物理相互作用导致CRC的表达,心皮决定,并因此导致雄花抑制因子——氨基环丙烷-1-羧酸合成酶7(CmACS7)的表达,从而导致雌花发育。

这些研究结果表明,性基因在演化过程中干扰了花的分生功能,从而导致了单性花的发育。

 

(评论:结果表明CmWIP1促进雄花发育,是通过抑制CRC表达,从而干扰心皮原基中花分生组织决定。找到作物生长规律,可研究出更适合人类食用的品种。)

文章来源:Siqi Zhang, Feng-Quan Tan et al, The control of carpel determinacy pathway leads to sex determination in cucurbits. DOI: add4250,最新IF:41.037

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