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触发细胞死亡和炎症的新机制

导读Z型核酸是具有不寻常的左手双螺旋结构的双链DNA和RNA分子,与经典的右手Watson-Crick双螺旋相反。Z核酸是40多年前发现的,但对其生物学功能...

Z型核酸是具有不寻常的左手双螺旋结构的双链DNA和RNA分子,与经典的右手Watson-Crick双螺旋相反。Z核酸是40多年前发现的,但对其生物学功能的了解仍然很少。科隆大学CECAD衰老研究卓越集群的Manolis Pasparakis教授小组与得克萨斯大学健康科学中心和伦敦的弗朗西斯·克里克研究所的科学家合作研究了Z-DNA结合蛋白1( ZBP1),是哺乳动物中感知Z核酸的仅有的两种蛋白质之一。以前显示ZBP1可以感测某些病毒的遗传物质,并诱导感染细胞死亡以防止病毒传播。

奇怪的是,在他们较早的研究中,研究人员获得的证据表明,在没有病毒感染的情况下,ZBP1还可引起细胞死亡和炎症。他们发现,当RIPK1的功能(一种抑制ZBP1的蛋白)的功能受损时,ZBP1被激活并引发炎症性细胞死亡,称为坏死病。当前研究背后的一个关键问题是在没有传入病毒感染的情况下如何激活ZBP1。利用实验小鼠模型,科学家发现ZBP1的促炎活性取决于其与Z核酸结合的能力,这表明ZBP1被细胞内存在的Z型核酸激活。下一个问题是ZBP1结合哪种类型的内源核酸。帕斯帕拉基斯说:“我们可以证明ZBP1与双链RNA结合。”'

双链RNA(dsRNA)在细胞中并不常见,但会在某些病毒基因组的复制过程中形成,并被认为在病毒感染期间提供了激活ZBP1的配体。科学家们推测,细胞dsRNA可以由内源性逆转录因子产生,内源性逆转录因子是来自古代逆转录病毒感染或活性逆转录转座子或“跳跃基因”的寄生DNA的形式,后者构成了人类和小鼠基因组的一半以上。为了解决内源性逆转录元件作为dsRNA来源的可能作用,Manolis Pasparakis团队与弗朗西斯·克里克研究所的George Kassiotis的逆转录病毒免疫学实验室合作。确实,对小鼠皮肤RNA测序数据的计算分析表明,大多数互补的,推定的双链,

这些发现表明,对细胞dsRNA的检测(最有可能源自内源性逆转录元素)激活ZBP1,诱导细胞死亡和炎症。该机制可能与人类炎症性病理的发病机制有关,尤其是在具有抑制ZBP1的蛋白质(例如RIPK1)突变的患者中。帕斯帕拉基斯指出,“ Z形核酸多年来一直保持神秘”。“目前,我们研究其功能的唯一方法是研究能感知其功能的蛋白质。我们取得了一些进展,但是未来的挑战将是了解它们为什么,在何处以及如何在一个细胞内形成以及其目的是什么。

一个特别令人着迷的方面是与内源性逆向元素的联系。``我们目前对这些基因组寄生虫如何影响我们的健康知之甚少。似乎在进化过程中,一些可以模拟病毒感染的逆转录转座子已被招募为有用的伙伴,以应对我们的细胞对损伤,压力或真正感染的反应,但这种伙伴关系也可能出错,导致疾病。卡西奥提斯评论。

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