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科学家发现微蛋白PIGBOS如何成为癌症的靶标

2019-11-04 22健康相关癌症

随着生物学的研究工具的改进,研究人员逐渐揭开了微蛋白(microproteins)的更多细节,一些微蛋白似乎是某些细胞活动(包括与癌症有关的活动)的关键要素。 蛋白质由连接的氨基酸链组成,平均人类蛋白质包含约300个氨基酸。而微蛋白具有少于100个氨基酸。

科学家发现微蛋白PIGBOS如何成为癌症的靶标

概述

一种54个氨基酸的称为PIGBOS的微蛋白,来自索尔克研究所(Salk Institute)的科学家最近发现该蛋白有助于减轻细胞压力。该研究成果发表于2019年10月25日的《自然通讯》杂志上,表明PIGBOS可能成为人类疾病(如癌症)的靶标。

该研究的共同通讯作者萨尔克教授艾伦·萨盖特连说:“这项研究令人兴奋,因为细胞应激在许多不同的疾病中都很重要,包括癌症和神经退行性疾病。” “通过了解这些疾病背后的机制,我们认为我们将有更好的方法来治疗它们。”

科学家发现微蛋白PIGBOS如何成为癌症的靶标

PIGBOS微蛋白

该研究始于Salk博士后研究员,第一作者Qian Chu在线粒体中检测到PIGBOS,线粒体是促进重要细胞功能的小细胞器。 Chu想知道PIGBOS的角色是什么。他知道找到答案并非易事。研究人员之前已经注意到了可以编码PIGBOS的基因,但是没人知道在哪里可以找到这种蛋白质或它在细胞中的作用。

那时,团队与Salk的Waitt Advanced Biophotonics Core Facility中心主任Uri Manor取得了联系。 Manor的团队使用荧光蛋白标记等工具来定位蛋白质,并查看它们在细胞中正在做什么。

“只有现在,我们真正拥有的复杂工具才能探测蛋白质之间的相互作用,并观察它们如何发挥作用以及如何对其进行调节,” Manor说。

但是,当Manor尝试将一种称为绿色荧光蛋白(green florescent protein,GFP)的通用标签附加到PIGBOS时,遇到了一个障碍。相对于一般GFP的大小,微蛋白太小了。Manor的团队通过尝试一种新方法来解决此问题,该方法称为“分裂GFP”,他们将GFP的一小部分称为β链d融合到PIGBOS。

科学家发现微蛋白PIGBOS如何成为癌症的靶标

PIGBOS(线粒体)与CLCC1(内质网)相互作用

最后,研究人员可以看到PIGBOS并研究其如何与其他蛋白质相互作用。当他们绘制PIGBOS的位置图时,他们意识到它位于线粒体的外膜上,准备与其他细胞器上的蛋白质接触。他们惊讶地发现PIGBOS与称为CLCC1的蛋白质相互作用,该蛋白质是称为内质网(ER)的细胞器的一部分。

Chu说:“ PIGBOS就像将线粒体和ER连接在一起的连接。” “我们以前从未在微量蛋白质中看到过这种情况,而且在正常蛋白质中很少见。”

研究人员发现PIGBOS实际上与CLCC1进行通讯以调节内质网中的压力。没有PIGBOS,内质网更容易受到压力,从而导致一系列细胞事件,细胞试图清除有害的畸形蛋白,称为未折叠蛋白反应(the unfolded protein response)。如果细胞无法处理这些蛋白质,它将启动自毁序列并死亡。

科学家并不希望看到线粒体蛋白在未折叠蛋白反应中发挥作用。对PIGBOS的新理解为将来针对细胞应激的疗法打开了大门。

PIGBOS与癌症治疗

Chu说:“展望未来,我们可能会考虑PIGBOS如何参与癌症等疾病。” “在癌症患者中,内质网(ER)比正常人承受更大的压力,因此ER压力调节可能是一个好的治疗目标。”

研究人员对研究其他线粒体蛋白在内质网应激中的作用以及对PIGBOS在动物模型中的作用感兴趣。该小组还可能在对细胞生物学至关重要的大量微蛋白文库特征方面取得进展。

Saghatelian说:“微蛋白代表着一个刚刚起步的领域。” “但是我认为这项工作确实影响了我们对微量蛋白对生物化学和细胞生物学影响的理解。”

引用

Salk Institute. Scientists discover how microprotein PIGBOS could be a target for cancer. ScienceDaily, October 25, 2019. 
https://www.sciencedaily.com/releases/2019/10/191025075835.htm

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