11月6日，中國科學(xué)院生物物理研究所孫飛課題組與南京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院籍曉云課題組和張辰宇課題組在《細(xì)胞研究》雜志上發(fā)表論文，揭示了哺乳動(dòng)物SID-1跨膜家族蛋白低pH核酸轉(zhuǎn)運(yùn)的潛在分子機(jī)制。
2006年，美國科學(xué)家Andrew Fire和Craig Mello獲得了諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)，表彰他們的RNA干擾研究工作。如今，該技術(shù)越來越多地被用于調(diào)控人類基因的表達(dá)。
在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中，SIDT2參與了細(xì)胞內(nèi)DNA/RNA自噬過程，并將溶酶體內(nèi)化的核酸轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞質(zhì)，引發(fā)先天免疫反應(yīng)，SIDT1更是直接介導(dǎo)食物性來源miRNA的吸收。然而，SID-1跨膜家族蛋白SIDT1和SIDT2介導(dǎo)異源小RNA吸收的分子機(jī)制仍然不夠清楚，特別是關(guān)于低pH條件下促進(jìn)小RNA吸收過程的機(jī)制仍然未知。
研究團(tuán)隊(duì)首先攻克了膜蛋白樣品表達(dá)純化的困難和在冷凍樣品制備過程中存在嚴(yán)重取向優(yōu)勢(shì)等難題，成功利用冷凍電鏡單顆粒技術(shù)獲得了人源SIDT1和SIDT2的三維結(jié)構(gòu)。通過結(jié)構(gòu)分析，研究人員發(fā)現(xiàn)SIDT1和SIDT2的結(jié)構(gòu)高度相似，這也提示它們可能具有相似的生物學(xué)功能。此外，研究人員進(jìn)一步探究了SIDT1和SIDT2介導(dǎo)小RNA 轉(zhuǎn)運(yùn)的分子機(jī)制。
該研究解析了哺乳動(dòng)物細(xì)胞跨膜家族蛋白SIDT1和SIDT2的冷凍電鏡結(jié)構(gòu)，并首次提出了SIDT1和SIDT2與RNA的pH依賴性結(jié)合和寡聚化的分子特征。因此，該項(xiàng)研究為SID-1跨膜家族蛋白在核酸轉(zhuǎn)運(yùn)方面提供了分子基礎(chǔ)，同時(shí)也為“基因跨界調(diào)控”現(xiàn)象提供了直接的理論分子依據(jù)。
中國科學(xué)院生物物理研究所研究員孫飛、朱赟，南京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授籍曉云、張辰宇以及南京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院博士后郭航天為該論文的共同通訊作者。南京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院博士研究生鄭樂、楊婷婷，南京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院博士后郭航天，中國科學(xué)院生物物理研究所博士研究生岐晨，以及上海科技大學(xué)免疫化學(xué)研究所博士研究生盧宇馳為該論文的共同第一作者。該研究工作得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃和國家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1038/s41422-023-00893-1
17312606166