揭示原核生物抗病毒系統的神秘面紗
在生物進化的長河中,原核生物逐漸演化出複雜的先天免疫系統,用以對抗外界的感染威脅。其中,Gabija作為一個富含GajA和GajB兩種成分的原核生物防禦系統,在科學家的研究中逐漸揭開了其神秘的面紗。
Gabija系統的結構和啟用機制
2024年3月12日,武漢大學的王隆飛教授和華中科技大學的朱斌教授共同通訊在Nature上發表了題為“Gabija抗噬菌體系統的結構和啟用機制”的研究論文,研究報告了Gabija系統在不同狀態下的冷凍電鏡結構,包括apo GajA、GajA與DNA複合物、GajA與ATP結合、apo GajA-GajB以及與ATP/Mg2+複合物的GajA-GajB。
GajA被描繪為一個菱形的四聚體,其具有中央的ATP酶結構域和外圍的Toprim結構域。在ATP存在的情況下,ATP穩定了ATP酶結構域內的插入區域,使Toprim結構域保持封閉狀態。當噬菌體侵入細胞並耗盡ATP時,Toprim結構域將開啟,從而結合並切割DNA底物。同時,GajB則被啟用,最終導致細胞凋亡。
METTL1-WDR4複合物的tRNA修飾機制
另一方面,哈佛大學的Richard I. Gregory團隊在2023年1月4日發表的研究論文中,解釋了METTL1-WDR4複合物對m7G tRNA修飾的調控機制。他們發現,WDR4在這一修飾過程中扮演著支架的角色。METTL1在tRNA結合後,其αC區轉變成螺旋,與α6螺旋一起穩定tRNA變數環的兩端。同時,研究還發現METTL1的無序N端區域對於甲基轉移酶活性至關重要。S27的磷酸化則透過區域性破壞催化中心來抑制甲基轉移酶的活性。
TRPM2通道的結構和門控機制
此外,哈佛醫學院的吳皓團隊於2018年12月21日發表了有關人類TRPM2的“結構和門控機制”的研究論文。該研究解釋了ADPR和Ca2+如何協同作用於TRPM2通道的門控機制,併為其他TRP通道的門控機制提供了新的見解。
展望與
總體而言,透過對原核生物抗病毒系統Gabija、tRNA修飾機制和TRPM2通道的研究,科學家們從不同的角度揭示了這些神秘系統的機制和啟用方式。這些研究不僅拓展了我們對生物體內免疫和訊號傳導系統的認識,也為未來的生物學研究開闢了新的方向。
參考訊息:Nature Article, 武漢大學藥學院, PubMed