连发Plant Cell、Mol Plant,中山大学研究团队又在Cell子刊(IF=14.5)取得研究成果

学术   2024-12-29 23:58   江苏  

朊病毒样结构域蛋白的液-固相转变与神经退行性疾病及衰老过程紧密关联。这种转变的一个关键诱因是蛋白质浓度过高;然而,细胞内某些含有朊病毒样结构域的重要蛋白质尽管表达量很高,但并未观察到明显的固态化现象或对细胞有害的影响。核仁中的一个例子是核仁纤维蛋白(Fibrillarin, FBL),它在细胞中通常有较高的表达水平,特别是在快速分裂的细胞中。这类细胞是如何维持该类蛋白质的内稳态尚未见有报道。

陈月琴/王文涛团队发现,长链非编码RNA(lncRNA)能够起到缓冲作用,防止FBL在高浓度条件下形成类固态凝聚物,从而保持核仁亚结构如纤维中心/致密纤维成分单元的功能状态。该研究揭示了lncRNA调控含有朊病毒样结构域蛋白质相分离的双重机制:一方面,lncRNA DNAJC3-AS1拥有多个能与FBL的相分离驱动区域——Glycine-Arginine富集区(GAR domain)结合的位点,这促进了FBL的液态凝聚;另一方面,lncRNA与FBL的相互作用部分遮蔽了GAR domain,减弱了它们之间的相互作用强度,从而阻止了因GAR-GAR过度互动而在高蛋白浓度下引发的FBL向类固态转变。这项研究提出了lncRNA可以为含有朊病毒样结构域的蛋白质提供一个维持其功能相态的缓冲环境,并强调了lncRNA在确保蛋白质流动性、正常功能以及细胞可塑性方面的重要性。

该成果以 “LncRNAs maintain the functional phase state of nucleolar prion-like protein to facilitate rRNA processing”为题发表在Molecular Cell学术期刊上。中山大学特聘副研究员孙雨蒙为本论文的独立第一作者,陈月琴教授和王文涛教授为共同通讯作者。该研究得到国家重点研发计划和国家自然科学基金等项目的资助。

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图. lncRNA DNAJC3-AS1 调控高蛋白浓度下FBL凝聚状态的模式图:lncRNA结合多个FBL并局部遮挡GAR domain,抑制因GAR-GAR间过度互作导致的FBL类固态凝聚,维持FBL液相流动性(图左);敲低lncRNA,高蛋白浓度下FBL GAR domain间互作增强,促进FBL发生类固态凝聚(图右)

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