现在,人体中对抗感染的一个重要武器进入到更为清晰的视野中。来自普林斯顿大学的研究人员在《科学》杂志上报告称,他们发现了将病毒遗传物质切成碎片,并帮助抵抗细菌的RNaseL酶的三维结构。
RNaseL是先天免疫系统中的一个重要作用因子。先天免疫系统可对入侵物做出快速及广泛的响应包括生成一种叫做干扰素的分子。干扰素将来自感染细胞的危险信号分程传递给邻近健康细胞,由此激活RNaseL开启其切割RNA的能力。结果导致新细胞武装起来破坏外源RNA。
这项研究揭示了这一三维结构由两个几乎完全相同的称作为原聚体(protomer)的亚基所构成。研究人员发现一个原聚体找到并附着到RNA上,另一个原聚体则负责剪断它。第一个原聚体紧抓住构成RNA密码的其中一个碱基,尤其是“U”碱基。另一个原聚体“计数”从U开始的RNA碱基,准确地跳过一个碱基,然后切割RNA。尽管RNaseL可以切割任何的RNA,甚至人体自身细胞的RNA,但它只会在受到干扰素激活时才这样做。
为了阐析RNaseL酶的结构,研究人员首先构建了一个RNaseL酶的晶体。主要的挑战是找到一种方法适当地组合化学处理,在不破坏该酶的情况下迫使其结晶。在经过多次试验和错误之后,借助一种自动化系统博士后研究人员Jesse Donovan和研究生韩雨辰(YuchenHan,音译)成功地生成了这一晶体。随后采用强大的X射线轰击这一晶体,当X射线击中晶体中的原子时会发生衍射,形成的衍射模式可显示晶体的结构。这些衍射模式揭示出了RNaseL原子在三维空间中的排列情况。同时,Korennykh实验室的研究生SnehaRath利用合成RNA片段着手研究了解了RNaseL切割RNA的机制。Rath的结果与Han和Donovan的结构研究结果相匹配,两个数据最终揭示了RNaseL是如何切割它的RNA靶标的。最后,高级研究专家Gena Whitney和研究生Alisha Chitrakar在人类细胞中完成了另外一些针对RNaseL的研究,证实了这一三维结构。
RNaseL结构的揭开将有助于研究人员探索一些途径来增强或抑制RNaseL活性实现医学和治疗用途。