文章信息

文章題目：Assembly and activation of EBV latent membrane protein 1 

期刊：Cell

發(fā)表時(shí)間：2024年7月11日

主要內容：中國科學(xué)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(jìn)行寡聚自組裝，并通過(guò)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?zhuān)⒂型苯又MP1 靶向干預策略的開(kāi)發(fā)。

原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.06.021

使用TransGen產(chǎn)品：

Trans10 Chemically Competent Cell (CD101)

研究背景

EBV（Epstein-Barr Virus）是一種人類(lèi)皰疹病毒，也是首個(gè)報道的人類(lèi)腫瘤病毒，全球約95% 的成人經(jīng)歷過(guò)感染并終生攜帶EBV。雖然通常不產(chǎn)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(guān)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，后續研究也相繼發(fā)現LMP1 通過(guò)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(lài)任何配體，且LMP1 介導的信號強度顯著(zhù)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(dòng)，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(guān)聯(lián)性，以及LMP1 在EBV 相關(guān)惡性腫瘤中的廣泛表達和分布，LMP1 一直被認為是EBV 陽(yáng)性腫瘤鑒別診斷和靶向治療的理想靶點(diǎn)。盡管目前對LMP1 介導的下游功能有了較多認識，然而作為產(chǎn)生多樣性功能的核心前提—即LMP1 如何實(shí)現配體不依賴(lài)的組裝和激活，仍然是困擾領(lǐng)域近40 年的難題，也是影響LMP1 靶向干預策略成功開(kāi)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(jìn)行細胞成像，發(fā)現LMP1 在生理表達水平下會(huì )在膜上呈現為明顯的聚集形態(tài)。進(jìn)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(cháng)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仍不清楚。為輔助結構解析，研究人員進(jìn)一步開(kāi)展了系統性L(fǎng)MP1 抗體篩選，獲得了能夠穩定結合LMP1 跨膜區的鼠源單抗。通過(guò)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(chēng)二聚體和filament 狀高聚體。LMP1 單體以一種全新的方式進(jìn)行跨膜區折疊，進(jìn)而通過(guò)反向平行疊合形成穩定的二聚體結構；LMP1 二聚體是其進(jìn)行更高級組裝的基本單元，多個(gè)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(guān)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(jìn)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(jìn)行了系統突變，發(fā)現其均會(huì )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(gè)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(zhù)LMP1 含量增加，多聚體的數量、強度和長(cháng)度均呈現顯著(zhù)增長(cháng)。這也是首次在較低表達水平下（類(lèi)似病毒感染的表達水平），系統性觀(guān)察到LMP1 在膜上的超分辨動(dòng)態(tài)聚集和組裝。

有趣的是，作為L(cháng)MP1 的功能相關(guān)蛋白，宿主膜受體CD40 的激活需依賴(lài)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(cháng)期以來(lái)領(lǐng)域里普遍推測LMP1 也應該是采用三聚體的方式來(lái)組裝，這樣才能更好的與下游因子進(jìn)行銜接。而LMP1 卻是以二聚體為單元進(jìn)行“side-by-side”方式的filament 自組裝，那么其是如何有效協(xié)調信號轉導的呢？研究人員通過(guò)細致分析，發(fā)現二聚體單元中的兩個(gè)LMP1 的C 端，可以和鄰近二聚體中一個(gè)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 端延伸的水溶區負責招募下游因子，因此這種filament 自組裝方式，結構上等價(jià)于多個(gè)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(jìn)行信號轉導。研究人員也通過(guò)生化手段在體外重組了LMP1 與TRAF 復合體，利用電鏡直接觀(guān)察到LMP1 的filament 聚集確實(shí)可以同時(shí)招募多對TRAF 三聚體。LMP1 這種多位點(diǎn)且組成性的下游蛋白招募、激活方式，極大促進(jìn)了信號轉導強度，并有效維系了持續的增殖、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(guān)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)致癌信號和調節免疫應答等生物學(xué)功能提供了新的理論模型。另外，該研究也為開(kāi)發(fā)針對EBV 相關(guān)疾病的干預手段提供了新思路。

全式金生物產(chǎn)品支撐

優(yōu)質(zhì)的試劑是科學(xué)研究的利器。全式金生物的克隆感受態(tài)細胞產(chǎn)品CD101 Trans10 Chemically Competent Cell (CD101)助力本研究。

Trans10 Chemically Competent Cell (CD101)

Trans10化學(xué)感受態(tài)細胞經(jīng)特殊工藝制作，可用于DNA 的化學(xué)轉化。使用pUC19 質(zhì)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(chǎn)品特點(diǎn)

? 用于藍、白斑篩選

? 適用于高效的DNA 克隆和質(zhì)粒擴增，能保證高拷貝質(zhì)粒的穩定復制

全式金生物產(chǎn)品再一次登上Cell 期刊，證明了大家對全式金生物產(chǎn)品品質(zhì)和實(shí)力的認可，也完美詮釋了全式金生物一直以來(lái)秉承的“品質(zhì)高于一切，精品服務(wù)客戶(hù)”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(lái)能與更多的科研工作者并肩奮斗，用更多更好的產(chǎn)品持續助力科研。

使用Trans10 Chemically Competent Cell產(chǎn)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).