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Texas A＆M AgriLife Communications

概要：

现在，一个科学家团队对一种大型开关/蔗糖不可发酵（SWI / SNF）蛋白质复合物有了更深入的了解，这种蛋白质复合物在植物和人类基因表达中起着关键作用，导致危及生命的疾病，如癌症。

德克萨斯A＆M和德克萨斯A＆M AgriLife研究科学家团队现在对大型开关/蔗糖不可发酵（SWI / SNF）蛋白质复合物有了更深入的了解，这种复合物在植物和人类基因表达中发挥关键作用，导致危及生命的疾病，如作为癌症。

他们的研究结果可能会导致更有针对性的治疗，并有助于作物和动物农业的生理改善。这项工作可能提供一个新的想法来操纵这种蛋白质的功能，以更好的治疗人类癌症的治疗策略。

张秀仁博士和王志业博士，以及生物化学和生物物理学系的科学家团队以及大学城德克萨斯A＆M大学植物基因组学和生物技术研究所的研究成果在线发表在“自然”期刊上。 。

该团队多年来一直致力于如何在模式植物拟南芥中生产microRNA。微小RNA是广泛存在于多细胞生物体中的微小调节RNA分子。据科学家称，在人类中，microRNAs抑制60%以上的人类基因，并被积极开发用作治疗人类疾病的强效药物。

在植物中，分子还可以控制生命的许多方面，例如植物结构，以及对恶劣环境条件的响应。 MicroRNA还广泛用于农作物和动物，以获得更好的产量和质量。

微小RNA在来自长基质的细胞内的工厂中产生，所述长基质可以是数百或数千个碱基并且还含有独特的发夹结构。工厂里有一种叫做Dicer的类似剪刀的酶，还有一些助剂可以帮助取出长基质。张说，其中一名助手被称为Serrate蛋白质。

“此外，基质的形状对microRNA的生产至关重要，”张说。 “如果形状发生变化，那么基板就不适合Dicer剪刀，不能切割，也不能制造microRNA。”

“我们有兴趣了解工厂是否还有其他工人，”王说。 “我们使用Serrate蛋白作为捕鱼诱饵捕捉猎物;我们捕获了染色质重塑因子2（CHR2）。”

王说，CHR2是一种具有ATP酶活性的SWI2 / SNF2运动蛋白。

“它还有一个绰号布拉汉姆，在印度教的创造者上帝，有四个头和多个武器，代表辉煌和力量，”他说。

Wang说，CHR2对于从DNA模板产生RNA至关重要，因为它的ATP酶活性会分解ATP以产生能量。

“它使染色质松散，DNA被包装，因此产生RNA的酶现在可以进入DNA模板，制造RNA，包括microRNA的长底物，”Wang说。 “这真的很令人惊讶。我们问道，为什么CHR2在染色质中留下自己的家，并将Serrate带入microRNA生产工厂？”

使用缺乏CHR2基因的植物，他们发现microRNA的长底物减少了。

“这完全有道理，因为染色质不能打开产生RNA的酶。然而，最终产品microRNA的数量甚至增加 - 这是一个意想不到的事情，”王说。 “这意味着CHR2必须有两个面孔：它在家用染色质中表现良好，但在microRNA生产工厂中是一个令人不安的因素，导致故障。”

王想要测试这种可能性，所以他将CHR2与剪刀酶，microRNA底物和其他鸡尾酒混合在一起。

“实际上，剪刀不再能够切割基板，”他说。

王还为工厂提供了没有发动机ATPase的CHR2。这次剪刀样酶的功能很好。

“如果CHR2和Serrate蛋白质之间的联系被打破，同样的事情就会发生，”他说。 “这意味着，CHR2，当被Serrate带入工厂​​时，通过其运动活动改变了工厂内部的设置。”

该团队开始寻找疾病发生的地方。经过一系列的测试，他们最终发现microRNA底物的形状发生了变化;并且剪刀酶不能再切割基质了。

“结果非常重要，因为它们提供了额外未知的microRNA水平调节层。这是第一次对许多早期报告提供解释，显示microRNA底物的水平在很多情况下并不能反映成熟microRNA的数量。”一篇评论员说。

“这项研究是新颖而令人兴奋的。它表明microRNA底物的二级结构含有一个新的信息代码，需要由CHR2和Serrate蛋白质解释（在工厂运作之前），”该论文的其他评论者说。

“CHR2 ATPase及其在SWI / SNF复合体中的相关伴侣与植物和人类的许多生理疾病和疾病密切相关，”张说。

Zhang实验室的开创性工作揭示了CHR2在microRNA生产中的两个独立功能。

“这项工作确定了一个独特的基因编辑目标，以控制microRNA的数量，从而系统地改善农业特性，如植物结构，产量，质量和对恶劣环境的反应，”张说。

在人类中，SWI / SNF复合物已被称为有效的肿瘤抑制因子，“他说。事实上，已经发现SWI / SNF成分的突变在一系列人类癌症中以大于20%的频率发生。

这项工作由德克萨斯国家科学基金会和癌症预防研究所的资助共同资助。