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预防自身免疫性疾病的分子机制

日期:2014-07-16 00:00:00

目前,德国亥姆霍兹慕尼黑中心(Helmholtz Zentrum München)、慕尼黑大学(LMU)和慕尼黑工业大学(TUM)的科学家,向了解自身免疫性疾病的分子机制,靠近了重要的一步。他们揭开了Roquin蛋白与信使核糖核酸(mRNA)分子结合时的三维结构。结果表明,功能性重要Roquin结合伴侣的数量,较以前设想的更多。

Roquin蛋白,于2005年被发现,它通过调节某些mRNA的表达,控制T细胞的激活和分化。这样,它有利于保证免疫耐受性,并阻止针对人体自身结构的免疫反应(可导致自身免疫性疾病)。因此,Roquin是一种免疫调节因子。自身免疫性疾病,影响5%到19%的人口。通常,当存在遗传易感性的时候,复杂环境的影响会导致自身免疫性疾病。只有在极少数情况下,疾病的发展是由一个单一的基因突变所决定。然而,有研究证实,小鼠模型Roquin基因中的单一突变,可引起自身免疫性疾病系统性红斑狼疮的发展。Roquin蛋白的这一突变,也会导致1型糖尿病和风湿性关节炎的更高易感性,引发血管免疫母细胞T细胞淋巴瘤。

这个跨学科团队包括亥姆霍兹慕尼黑中心、慕尼黑大学和慕尼黑工业大学的Michael Sattler教授、Dierk Niessing博士和Vigo Heissmeyer教授带领的研究小组,他们对Roquin如何识别其RNA结合伴侣、从而控制T细胞功能,提供了一个前所未有的见解。为此,Andreas Schlundt博士、Gitta Heinz和Robert Janowski博士,使用亥姆霍兹慕尼黑中心的X射线晶体学平台,来确定Roquin结合其RNA时的RNA结合结构域的空间结构。

研究人员利用Bavarian NMR中心(Helmholtz Zentrum München和TUM的一个合作研究基础设施)的NMR(核磁共振)光谱,研究了Roquin与其他RNA结合伴侣之间的相互作用。此外,研究人员通过研究细胞系统中的Roquin依赖基因调控,可以确认RNA分子识别的生物学意义。

这些结果首次揭示了Roquin用以识别一个基因mRNA中结合序列的分子间相互作用。Michael Sattler教授称:“让我们感到惊讶的是,这些结果表明,更大范围的结合模式对于T细胞的基因调控起重要的作用。因此,我们的研究结果表明,Roquin所调节的基因数目,比以往认为的更多。”

除了具有最佳识别序列的mRNA(它们紧密结合,主要由Roquin调节)之外,还可能有更多数量的mRNA,虽然受Roquin调节,但是结合较弱。Vigo Heissmeyer教授解释说:“根据这些研究结果,我们现在将重点了解Roquin水平在T细胞中是如何被调控的,因为在蛋白质可用性发生变化时,强和弱结合的靶mRNA将经历一种非常不同的调控。