发现阐明了细胞生长途径如何响应信号
约翰·霍普金斯彭博公共卫生学院研究人员的基础科学发现揭示了细胞从其环境中解释信号的基本方法,并最终可能为潜在的新疗法铺平道路。
该发现涉及信号通路在细胞,称为河马途径,通常会约束细胞分裂并调节器官的大小,还在组织生长和发育以及肿瘤抑制。河马途径是如此的基本,以至于从人到苍蝇的物种中发现它。
彭博学校的研究人员通过解决了如何通过多个信号输入来激活其一种核心成分(一种称为MST2的酶)的长期谜团,从而阐明了这种信号通路的工作。
该发现在11月20日的一篇论文中报道了生物化学杂志。
研究高级作家詹妮弗·卡夫兰(Jennifer Kavran)博士说:“我们知道这条途径可以被不同的上游信号激活,在这里我们揭示了发生的机制。”分子生物学。
河马途径通常是细胞分裂的制动器,一旦它们达到适当的尺寸,就可以阻止器官生长更大。在许多癌症中发现了该途径中刹车的突变或其他异常,从而使河马途径的元素成为未来癌症治疗的潜在靶标。
由于其组织和器官生长的基本作用,该途径对于正在开发改善伤口愈合并刺激受损组织的再生技术的研究人员也引起了极大的兴趣。
河马途径的心脏始于两种高度相关的酶MST1和MST2,它们几乎相同并执行重叠的函数。各种生物学事件,包括细胞对细胞接触,某些营养素,通过细胞受体的信号传导,可能会导致MST1/2被激活 - 该过程被酶被磷和一组磷和氧原子称为磷酸基团。
一旦被这种“自磷酸化”激活,MST1/2可以在下游发送信号以完成信号链并抑制细胞分裂。通常,经历自磷酸化的蛋白质被单个分子“事件”激活,例如结合特定的分子或与同一酶的另一个副本相互作用。各种输入如何触发MST1/2的激活是一个谜。
卡夫兰说:“在细胞生物学中,我们习惯了这样的想法:当酶传输信号时,单个分子事件会启用酶。”
在这项研究中,她和她的同事使用人类MST2使用试管和细胞培养实验,以表明该酶的无数上游激活剂以相同的方式触发了MST2自磷酸化,以增加这些酶之间的局部浓度,从而降低了这些酶之间的距离。单个酶上的酶位位点,使他们更容易相互磷酸化。
研究人员认为,他们的发现不仅可能适用于MST2,还适用于双胞胎MST1以及非常相似的版本酶在其他物种中生产。
尽管这主要是一项基础科学研究,但结果应提高研究人员操纵河马途径信号传导的能力,包括基础研究以及潜在的组织再生治疗应用和抗癌疗法。
卡夫兰说:“我们用来激活细胞培养物中MST2的技术应该对研究河马途径的其他实验室有用,并且需要一种以受控方式打开它的方法。”
她和她的实验室计划调查如何在路径受监管。
“增加的激酶结构域接近度促进了河马信号期间的MST2自磷酸化”,由Thao Tran,Jaba Mitra,Taekjip HA和Jennifer Kavran撰写。
进一步探索