如影随形

中国科大解码HSF1温度依赖性相别离机制

发布时间：2025-01-13 08:34编辑：[db:作者]浏览（152）

1月10日，中国迷信技巧年夜学项晟祺教学课题组、侯中怀教学课题组跟姚雪彪教学课题组在Nature Chemical Biology在线宣布了题为“The molecular mechanism of temperature-dependent phase separation of heat shock factor 1”的研讨论文。该研讨初次发明了HSF1经由过程相分别传导温度调控效应。研讨团队综合应用生物化学、核磁共振波谱学、统计物理跟分子能源学模仿等多学科手腕，胜利剖析了HSF1编码温度呼应才能的化学代码，说明了翻译后润饰对其活性的调控机制，并提醒了差别物种HSF1序列差别与其心理体温之间的关系。这一冲破性发明为懂得HSF1在心理与病理状况下的温度感知机制供给了全新的分子视角。本研讨率先提醒了HSF1存在温度依附性相分别特点, 并发明差别物种HSF1的相变临界温度与其各自的心理体温高度分歧，标明HSF1自身就可作为一个细胞内的自然“温度计”。研讨进一步判定出HSF1中的自然无序地区——调理构造域（RD）是其感知温度跟驱动相分别产生的中心功效模块，而相邻的亮氨酸拉链构造域重要施展调理感化。RD内差别的翻译后润饰可明显转变其相分别行动。均匀场模子对相图的拟合剖析表现，野生型HSF1存在典范的低临界溶液温度（LCST）相分别特点。为获取高辨别率的分子间彼此感化细节，研讨团队翻新性地开辟了一种基于核磁共振（NMR）数据驱动的粗粒化模仿力场优化方式。与传统力场比拟，该优化力场可能更准确地捕获大批渐变惹起的渺小序列差别对无序卵白构象及相分别行动的影响，实现了试验观察与实践模仿的深度融会。经由过程整合NMR试验与粗粒化分子能源学模仿，研讨职员在残基程度上胜利判定了驱动卵白相分别的要害彼此感化地区，并 提醒 了该地区在温度感知中的中心感化。图1 a) HSF1有温度依附性的相分别。b) 多少个代表性物种的HSF1相变温度都在其心理体温邻近。c）NMR互作数据驱动的粗粒化模仿方式，能够重现野生型及其模仿差别PTMs形式渐变体的相分别景象。d) 交流差别物种HSF1的要害地区也转变了它们的相变温度。本研讨首创性地提醒了HSF1相分别与植物体温调控之间的内涵接洽，为深刻懂得HSF1在热休克反映中的分子机制供给了全新视角。这一主要发明不只拓展了咱们对卵白质相分别生物学功效的意识，更为开辟基于HSF1调控的新型医治战略奠基了主要的实践基本，对医治癌症、神经退行性疾病等与HSF1活性异样相干的疾病存在主要的领导意思。特殊值得指出的是，本研讨所树立的翻新性研讨方式为无序卵白相分别的模仿研讨供给了牢靠的技巧平台，可普遍利用于相干范畴的研讨，存在主要的方式讲价值。这些研讨结果将无力推进卵白质相分别范畴的开展，并为相干疾病的医治供给新的思绪跟偏向。项晟祺课题组博士生任秋楠跟侯中怀课题组博士生李林格为该论文的独特第一作者。项晟祺教学、姚雪彪教学跟侯中怀教学为该论文的独特通信作者。李娟博士，硕士研讨生刘雷，史朝为研讨员，国度卵白质迷信研讨（上海）设备BL19U2生物小角散射线站的刘广峰博士，以及北京年夜学孙育杰教学均为该任务供给了主要辅助。该任务失掉无膜细胞器与细胞能源学教导部重点试验室跟合肥微标准国度研讨核心的鼎力支撑。失掉国度天然迷信基金、国度重点研发打算、中国迷信院策略重点研讨打算跟中国迷信院青年团队等名目的赞助。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41589-024-01806-y