文章信息
文章題目：Assembly and activation of EBV latent membrane protein 1
期刊：Cell
發(fā)表時間：2024年7月11日
主要內容：中國科學院生物物理所高璞、高光俠、張立國合作團隊，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LMP1 以一種全新且與此前猜測完全不同的機制進行寡聚自組裝，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活化。另外，研究中發(fā)現的新機制和新界面，也為此前一些不清楚的現象提供了精確解釋，并有望直接助力LMP1 靶向干預策略的開發(fā)。
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.06.021
使用TransGen產品：
Trans10 Chemically Competent Cell (CD101)
研究背景
EBV（Epstein-Barr Virus）是一種人類皰疹病毒，也是首個報道的人類腫瘤病毒，全球約95% 的成人經歷過感染并終生攜帶EBV。雖然通常不產生嚴重癥狀，但EBV 感染也有幾率導致多種淋巴癌和上皮細胞癌，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 編碼的關鍵致癌蛋白。1985年，Elliott Kieff 課題組首次報道LMP1 單一蛋白表達即能誘發(fā)B 細胞的永生化，后續(xù)研究也相繼發(fā)現LMP1 通過模擬CD40 信號參與B 細胞和上皮細胞增殖和早期癌變。而與CD40 不同，LMP1 信號的激活不依賴任何配體，且LMP1 介導的信號強度顯著強于CD40。除了介導細胞轉化和永生化，LMP1 還參與調控多種重要生命活動，如免疫應答、細胞因子和趨化因子分泌、細胞凋亡、細胞遷移、細胞互作、腫瘤侵襲和轉移等。鑒于LMP1 與EBV 致病的高度關聯性，以及LMP1 在EBV 相關惡性腫瘤中的廣泛表達和分布，LMP1 一直被認為是EBV 陽性腫瘤鑒別診斷和靶向治療的理想靶點。盡管目前對LMP1 介導的下游功能有了較多認識，然而作為產生多樣性功能的核心前提—即LMP1 如何實現配體不依賴的組裝和激活，仍然是困擾領域近40 年的難題，也是影響LMP1 靶向干預策略成功開發(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行細胞成像，發(fā)現LMP1 在生理表達水平下會在膜上呈現為明顯的聚集形態(tài)。進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條狀結構。這些結果表明LMP1 可在膜上組裝成有趣的聚集，但其分子層面的細節(jié)仍不清楚。為輔助結構解析，研究人員進一步開展了系統(tǒng)性LMP1 抗體篩選，獲得了能夠穩(wěn)定結合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)結構：軸對稱二聚體和filament 狀高聚體。LMP1 單體以一種全新的方式進行跨膜區(qū)折疊，進而通過反向平行疊合形成穩(wěn)定的二聚體結構；LMP1 二聚體是其進行更高級組裝的基本單元，多個二聚體以“side-by-side”方式自組裝形成filament 狀高聚結構。重要的是，這些高分辨率的結構信息，恰好符合活細胞成像所觀測到的獨特聚集形態(tài)，從而在不同分辨率尺度上揭示了LMP1 的膜上聚集機制。
為進一步明確LMP1 的功能形式，研究人員對二聚體和寡聚體界面分別進行了系統(tǒng)突變，發(fā)現其均會破壞LMP1 在活細胞中的膜聚集形態(tài)，且均能阻斷下游信號通路活化。這既證明了LMP1 分子間互作的重要性，也明確了LMP1 的寡聚filament 結構才是其真正的激活狀態(tài)。超分辨成像結果表明，LMP1 在膜上的自發(fā)filament 狀聚集可包含幾十至數百個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，多聚體的數量、強度和長度均呈現顯著增長。這也是首次在較低表達水平下（類似病毒感染的表達水平），系統(tǒng)性觀察到LMP1 在膜上的超分辨動態(tài)聚集和組裝。
有趣的是，作為LMP1 的功能相關蛋白，宿主膜受體CD40 的激活需依賴其配體介導的三聚體組裝；而且，LMP1 和CD40 共同的下游信號因子TRAF 蛋白，也是以三聚體形式發(fā)揮功能。因此，長期以來領域里普遍推測LMP1 也應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行銜接。而LMP1 卻是以二聚體為單元進行“side-by-side”方式的filament 自組裝，那么其是如何有效協調信號轉導的呢？研究人員通過細致分析，發(fā)現二聚體單元中的兩個LMP1 的C 端，可以和鄰近二聚體中一個LMP1 的C 端，在空間上呈現近似等邊三角行的巧妙排列。由于C 端延伸的水溶區(qū)負責招募下游因子，因此這種filament 自組裝方式，結構上等價于多個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行信號轉導。研究人員也通過生化手段在體外重組了LMP1 與TRAF 復合體，利用電鏡直接觀察到LMP1 的filament 聚集確實可以同時招募多對TRAF 三聚體。LMP1 這種多位點且組成性的下游蛋白招募、激活方式，極大促進了信號轉導強度，并有效維系了持續(xù)的增殖、癌變信號。
CD40 與LMP1 的不同激活機制
綜上所述，該研究報道了EBV 關鍵致癌蛋白LMP1 自組裝和組成性激活的分子基礎，為EBV-LMP1 誘發(fā)致癌信號和調節(jié)免疫應答等生物學功能提供了新的理論模型。另外，該研究也為開發(fā)針對EBV 相關疾病的干預手段提供了新思路。
全式金生物產品支撐
優(yōu)質的試劑是科學研究的利器。全式金生物的克隆感受態(tài)細胞產品CD101 Trans10 Chemically Competent Cell (CD101)助力本研究。
Trans10 Chemically Competent Cell (CD101)
Trans10化學感受態(tài)細胞經特殊工藝制作，可用于DNA 的化學轉化。使用pUC19 質粒DNA 檢測，轉化效率可達108 cfu/μg DNA 以上。細胞具有硫酸鏈霉素 (StrR) 抗性。
產品特點
? 用于藍、白斑篩選
? 適用于高效的DNA 克隆和質粒擴增，能保證高拷貝質粒的穩(wěn)定復制
全式金生物產品再一次登上Cell 期刊，證明了大家對全式金生物產品品質和實力的認可，也完美詮釋了全式金生物一直以來秉承的“品質高于一切，精品服務客戶”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，用更多更好的產品持續(xù)助力科研。
使用Trans10 Chemically Competent Cell產品發(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).
