文章信息
文章題目：Assembly and activation of EBV latent membrane protein 1
期刊：Cell
發(fā)表時(shí)間：2024年7月11日
主要內(nèi)容：中國科學(xué)院生物物理所高璞、高光俠、張立國合作團(tuán)隊(duì)，在Cell 雜志上發(fā)表了文章Assembly and activation of EBV latent membrane protein 1，該研究發(fā)現(xiàn)LMP1 以一種全新且與此前猜測(cè)完全不同的機(jī)制進(jìn)行寡聚自組裝，并通過巧妙方式高效招募下游因子，從而激活和維持致病信號(hào)活化。另外，研究中發(fā)現(xiàn)的新機(jī)制和新界面，也為此前一些不清楚的現(xiàn)象提供了精確解釋，并有望直接助力LMP1 靶向干預(yù)策略的開發(fā)。
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.06.021
使用TransGen產(chǎn)品：
Trans10 Chemically Competent Cell (CD101)
研究背景
EBV（Epstein-Barr Virus）是一種人類皰疹病毒，也是首個(gè)報(bào)道的人類腫瘤病毒，全球約95% 的成人經(jīng)歷過感染并終生攜帶EBV。雖然通常不產(chǎn)生嚴(yán)重癥狀，但EBV 感染也有幾率導(dǎo)致多種淋巴癌和上皮細(xì)胞癌，如鼻咽癌、霍奇金淋巴癌、伯基特淋巴癌、胃癌等。
潛伏期膜蛋白1（Latent Membrane Protein 1, LMP1）是EBV 編碼的關(guān)鍵致癌蛋白。1985年，Elliott Kieff 課題組首次報(bào)道LMP1 單一蛋白表達(dá)即能誘發(fā)B 細(xì)胞的永生化，后續(xù)研究也相繼發(fā)現(xiàn)LMP1 通過模擬CD40 信號(hào)參與B 細(xì)胞和上皮細(xì)胞增殖和早期癌變。而與CD40 不同，LMP1 信號(hào)的激活不依賴任何配體，且LMP1 介導(dǎo)的信號(hào)強(qiáng)度顯著強(qiáng)于CD40。除了介導(dǎo)細(xì)胞轉(zhuǎn)化和永生化，LMP1 還參與調(diào)控多種重要生命活動(dòng)，如免疫應(yīng)答、細(xì)胞因子和趨化因子分泌、細(xì)胞凋亡、細(xì)胞遷移、細(xì)胞互作、腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移等。鑒于LMP1 與EBV 致病的高度關(guān)聯(lián)性，以及LMP1 在EBV 相關(guān)惡性腫瘤中的廣泛表達(dá)和分布，LMP1 一直被認(rèn)為是EBV 陽性腫瘤鑒別診斷和靶向治療的理想靶點(diǎn)。盡管目前對(duì)LMP1 介導(dǎo)的下游功能有了較多認(rèn)識(shí)，然而作為產(chǎn)生多樣性功能的核心前提—即LMP1 如何實(shí)現(xiàn)配體不依賴的組裝和激活，仍然是困擾領(lǐng)域近40 年的難題，也是影響LMP1 靶向干預(yù)策略成功開發(fā)的重要阻礙。
文章概述
研究人員首先利用共聚焦顯微鏡進(jìn)行細(xì)胞成像，發(fā)現(xiàn)LMP1 在生理表達(dá)水平下會(huì)在膜上呈現(xiàn)為明顯的聚集形態(tài)。進(jìn)一步的超分辨成像表明，LMP1 的聚集是一種寬度較為固定但長度不均一的細(xì)條狀結(jié)構(gòu)。這些結(jié)果表明LMP1 可在膜上組裝成有趣的聚集，但其分子層面的細(xì)節(jié)仍不清楚。為輔助結(jié)構(gòu)解析，研究人員進(jìn)一步開展了系統(tǒng)性LMP1 抗體篩選，獲得了能夠穩(wěn)定結(jié)合LMP1 跨膜區(qū)的鼠源單抗。通過抗體輔助策略，研究人員成功解析了LMP1 兩種意想不到的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)：軸對(duì)稱二聚體和filament 狀高聚體。LMP1 單體以一種全新的方式進(jìn)行跨膜區(qū)折疊，進(jìn)而通過反向平行疊合形成穩(wěn)定的二聚體結(jié)構(gòu)；LMP1 二聚體是其進(jìn)行更高級(jí)組裝的基本單元，多個(gè)二聚體以“side-by-side”方式自組裝形成filament 狀高聚結(jié)構(gòu)。重要的是，這些高分辨率的結(jié)構(gòu)信息，恰好符合活細(xì)胞成像所觀測(cè)到的獨(dú)特聚集形態(tài)，從而在不同分辨率尺度上揭示了LMP1 的膜上聚集機(jī)制。
為進(jìn)一步明確LMP1 的功能形式，研究人員對(duì)二聚體和寡聚體界面分別進(jìn)行了系統(tǒng)突變，發(fā)現(xiàn)其均會(huì)破壞LMP1 在活細(xì)胞中的膜聚集形態(tài)，且均能阻斷下游信號(hào)通路活化。這既證明了LMP1 分子間互作的重要性，也明確了LMP1 的寡聚filament 結(jié)構(gòu)才是其真正的激活狀態(tài)。超分辨成像結(jié)果表明，LMP1 在膜上的自發(fā)filament 狀聚集可包含幾十至數(shù)百個(gè)LMP1 二聚體單元。LMP1 的這種聚集在很低蛋白水平下即可發(fā)生，且隨著LMP1 含量增加，多聚體的數(shù)量、強(qiáng)度和長度均呈現(xiàn)顯著增長。這也是首次在較低表達(dá)水平下（類似病毒感染的表達(dá)水平），系統(tǒng)性觀察到LMP1 在膜上的超分辨動(dòng)態(tài)聚集和組裝。
有趣的是，作為LMP1 的功能相關(guān)蛋白，宿主膜受體CD40 的激活需依賴其配體介導(dǎo)的三聚體組裝；而且，LMP1 和CD40 共同的下游信號(hào)因子TRAF 蛋白，也是以三聚體形式發(fā)揮功能。因此，長期以來領(lǐng)域里普遍推測(cè)LMP1 也應(yīng)該是采用三聚體的方式來組裝，這樣才能更好的與下游因子進(jìn)行銜接。而LMP1 卻是以二聚體為單元進(jìn)行“side-by-side”方式的filament 自組裝，那么其是如何有效協(xié)調(diào)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的呢？研究人員通過細(xì)致分析，發(fā)現(xiàn)二聚體單元中的兩個(gè)LMP1 的C 端，可以和鄰近二聚體中一個(gè)LMP1 的C 端，在空間上呈現(xiàn)近似等邊三角行的巧妙排列。由于C 端延伸的水溶區(qū)負(fù)責(zé)招募下游因子，因此這種filament 自組裝方式，結(jié)構(gòu)上等價(jià)于多個(gè)LMP1“三聚體”平行密集排列，從而能夠比CD40 更高效招募下游因子和進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。研究人員也通過生化手段在體外重組了LMP1 與TRAF 復(fù)合體，利用電鏡直接觀察到LMP1 的filament 聚集確實(shí)可以同時(shí)招募多對(duì)TRAF 三聚體。LMP1 這種多位點(diǎn)且組成性的下游蛋白招募、激活方式，極大促進(jìn)了信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)強(qiáng)度，并有效維系了持續(xù)的增殖、癌變信號(hào)。
CD40 與LMP1 的不同激活機(jī)制
綜上所述，該研究報(bào)道了EBV 關(guān)鍵致癌蛋白LMP1 自組裝和組成性激活的分子基礎(chǔ)，為EBV-LMP1 誘發(fā)致癌信號(hào)和調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答等生物學(xué)功能提供了新的理論模型。另外，該研究也為開發(fā)針對(duì)EBV 相關(guān)疾病的干預(yù)手段提供了新思路。
全式金生物產(chǎn)品支撐
優(yōu)質(zhì)的試劑是科學(xué)研究的利器。全式金生物的克隆感受態(tài)細(xì)胞產(chǎn)品CD101 Trans10 Chemically Competent Cell (CD101)助力本研究。
Trans10 Chemically Competent Cell (CD101)
Trans10化學(xué)感受態(tài)細(xì)胞經(jīng)特殊工藝制作，可用于DNA 的化學(xué)轉(zhuǎn)化。使用pUC19 質(zhì)粒DNA 檢測(cè)，轉(zhuǎn)化效率可達(dá)108 cfu/μg DNA 以上。細(xì)胞具有硫酸鏈霉素 (StrR) 抗性。
產(chǎn)品特點(diǎn)
? 用于藍(lán)、白斑篩選
? 適用于高效的DNA 克隆和質(zhì)粒擴(kuò)增，能保證高拷貝質(zhì)粒的穩(wěn)定復(fù)制
全式金生物產(chǎn)品再一次登上Cell 期刊，證明了大家對(duì)全式金生物產(chǎn)品品質(zhì)和實(shí)力的認(rèn)可，也完美詮釋了全式金生物一直以來秉承的“品質(zhì)高于一切，精品服務(wù)客戶”的理念。全式金生物始終在助力科研的道路上砥礪前行，希望未來能與更多的科研工作者并肩奮斗，用更多更好的產(chǎn)品持續(xù)助力科研。
使用Trans10 Chemically Competent Cell產(chǎn)品發(fā)表的部分文章：
? Huang J, Zhang X, Nie X ,et al. Assembly and activation of EBV latent membrane protein 1[J]. Cell, 2024.(IF 45.5).
? Yao H, Song Y, Chen Y, et al. Molecular architecture of the SARS-CoV-2 virus[J]. Cell, 2020.(IF 45.5).
? Wang X, Xuan Y, Han Y, et al. Regulation of HIV-1 Gag-Pol expression by shiftless, an inhibitor of programmed-1 ribosomal frameshifting[J]. Cell, 2019.(IF 45.5).
? Zhong S, Zhang S, Fan X, et al. A single-cell RNA-seq survey of the developmental landscape of the human prefrontal cortex[J]. Nature, 2018.(IF 50.5).
