精卵融合蛋白具有與寨卡和其他病毒相同的結(jié)構(gòu)
幫助精子和卵子在有性生殖中融合在一起的蛋白質(zhì)也可以將常規(guī)細(xì)胞融合在一起。來自以色列理工學(xué)院,阿根廷,烏拉圭和美國的生物醫(yī)學(xué)研究人員最近的研究結(jié)果顯示,這種蛋白質(zhì)是一個(gè)更大的蛋白質(zhì)家族的一部分,這些蛋白質(zhì)可以幫助其他細(xì)胞結(jié)合在一起,形成更大的器官,并且還可以利用病毒像寨卡和登革熱一樣侵入健康細(xì)胞。對(duì)于每個(gè)有性繁殖的生物體,精子和卵子融合是產(chǎn)生新個(gè)體的第一步。該過程已在許多生物中研究了100多年,包括人類,小鼠,昆蟲,植物,海膽甚至真菌。但是,介導(dǎo)精子和卵子融合的分子機(jī)器的身份仍然未知。
現(xiàn)在,由Technion生物學(xué)院的Benjamin Podbilewicz博士和阿根廷國立圣馬丁大學(xué)的Pablo S. Aguilar博士領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)證明了蛋白質(zhì)HAP2 - 一個(gè)長期以來在精子 - 卵子融合中的知名人選 - 是一種介導(dǎo)廣泛細(xì)胞 - 細(xì)胞融合的蛋白質(zhì)。他們的研究結(jié)果最近發(fā)表在“細(xì)胞生物學(xué)雜志”上。
HAP2存在于植物,原生生物(例如藻類,原生動(dòng)物和粘液霉菌)和無脊椎動(dòng)物中,因此被認(rèn)為是存在于第一個(gè)真核細(xì)胞(具有真核的細(xì)胞)起源的祖先蛋白質(zhì)。然而,仔細(xì)研究HAP2后,研究人員得出結(jié)論,HAP2的根源更為古老。HAP2蛋白的結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)發(fā)育分析表明,它們與病毒如Zika和登革熱使用的蛋白質(zhì)同源,將病毒膜融合到它們侵入的細(xì)胞膜上。
據(jù)研究人員稱,這意味著HAP2,F(xiàn)F和病毒融合蛋白構(gòu)成了膜融合蛋白的超家族,作者將其命名為Fusexins(融合蛋白對(duì)于有性生殖和質(zhì)膜外質(zhì)合并是必不可少的)。
Podseilewicz教授說:“Fusexins是一種令人著迷的機(jī)器,可以保持結(jié)構(gòu)核心多樣化,在不同的環(huán)境中進(jìn)行細(xì)胞膜融合。” “了解融合蛋白的不同結(jié)構(gòu) - 功能關(guān)系將使科學(xué)家能夠合理地操縱受精和組織發(fā)育中的細(xì)胞 - 細(xì)胞融合。增加的和非常及時(shí)的好處是它使我們更好地了解寨卡病毒和其他病毒如何在其目標(biāo)中引起疾病主機(jī)“。
在非常不同的背景下促進(jìn)膜融合的蛋白質(zhì)之間驚人的相似性導(dǎo)致作者深入研究機(jī)械細(xì)節(jié)。進(jìn)行細(xì)胞 - 細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn),研究人員證明,與FF融合蛋白一樣,兩種融合細(xì)胞都需要HAP2來促進(jìn)膜細(xì)胞融合。HAP2和FF融合蛋白的雙邊需求不同于病毒作用機(jī)制,其中fusexin僅存在于病毒膜中(見圖)。
結(jié)構(gòu),序列和功能的結(jié)合保守意味著這些蛋白質(zhì)與共同的祖先不同。Fusexins可能在20億年前出現(xiàn),以促進(jìn)細(xì)胞之間原始形式的遺傳物質(zhì)交換。后來,包膜病毒使這些融合蛋白更有效地感染細(xì)胞。最后,多細(xì)胞生物通過細(xì)胞 - 細(xì)胞融合,使多種細(xì)胞生物適應(yīng)于雕刻器官,如肌肉和骨骼,修復(fù)脊椎動(dòng)物和皮膚中的破骨細(xì)胞以及蠕蟲中的陰道。
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