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奥地利科学技术研究所(IST奥地利)的研究人员在果蝇果蝇中发现了一种新基因,该基因是调节免疫细胞中一部分蛋白质上T-抗原添加所必需的。由于基因突变导致免疫细胞卡在苍蝇的脑袋中,该团队称这个新基因为“密涅瓦”,后者是罗马女神从她父亲的木星头上爆发出来的。
该研究(“一个保守的主要促进者超家族成员协调一部分O-糖基化以帮助巨噬细胞组织入侵”),发表在eLife,是了解糖转化可能参与转移的新方法的第一步,根据科学家们。
“截短的核心10-聚糖T-抗原的异常展示是人类癌细胞的共同特征,其与转移相关。在这里,我们显示果蝇巨噬细胞中的T抗原参与其发育程序化的组织侵袭。较高的巨噬细胞T抗原水平需要一个非典型的主要促进因子超家族(MFS)成员,我们将其命名为Minerva,它可以促进巨噬细胞的传播和入侵,“研究人员写道。
“我们首次对黑腹果蝇胚胎的T和Tn糖型O-糖蛋白组进行了表征,并确定Minerva增加了先前与癌症相关的途径中蛋白质上T蛋白抗原的存在,最强烈的是我们的巯基氧化酶Qsox1显示是巨噬细胞组织进入所必需的。Minerva的脊椎动物直系同源物MFSD1拯救了Minerva突变体的迁移和T-抗原糖基化缺陷。因此,我们确定了一个关键的保守调节因子,它可以协调蛋白质子集上的O-糖基化,从而激活控制对发育和癌症转移至关重要的迁移步骤的程序。
转移细胞挤压在其他细胞之间以离开血管并进入组织以形成转移。在转移性人癌细胞上的蛋白质上检测到T-抗原,即特定糖的组合,但在大多数成体组织中通常不存在。由于巨噬细胞也携带T-抗原并挤压其他细胞进入组织,IST奥地利助理教授Daria Siekhaus博士及其团队决定用苍蝇及其免疫细胞作为模型来研究T的外观。蛋白质上的抗原受到调节,哪些蛋白质受此影响。
“果蝇是识别新途径的最佳地点,因为快速进行复杂的遗传实验,”她说。“在这里,我们再次使用苍蝇作为一个初始发现引擎,解决了与我们人类相关的问题,”她说。
最初,该团队投入了广泛的网络来识别潜在的基因。
“我们通过基因数据库查找苍蝇,找到一个在正确的时间和地点活跃的基因:添加T抗原时在巨噬细胞中有活性的基因,并且在高尔基体中起作用,其中糖类就像T抗原一样,在它们被运送到细胞表面之前被添加到蛋白质中,“Siekhaus继续说道。
一旦该组找到了这样的候选基因,然后仅由占位符“CG8602”知道,他们就测试了它在T-抗原外观中的作用。当CG8602发生突变时,研究人员发现巨噬细胞上的T-抗原水平降低了。巨噬细胞也不像通常那样离开飞胚的头部区域并进入其他组织。
研究人员调查了Minerva对哪种蛋白质影响T抗原。通过与哥本哈根大学的一个团队合作,该小组可以使用质谱技术,让他们在Minerva存在时发现哪些蛋白质携带T-抗原糖但在Minerva突变时显示降低的水平。因此,他们鉴定了一组需要Minerva来展示T-抗原的蛋白质。大多数被鉴定为脊椎动物的蛋白质,即所谓的直向同源物,都与癌症有关。“我们发现的九种蛋白质在人体中具有直向同源物,其中六种在某种程度上与癌症有关。这很有趣,“Siekhaus说。
当科学家将Minerva的脊椎动物直系同源物MFSD1放回到没有Minerva的苍蝇中时,否则卡住的巨噬细胞会留下头部并显示恢复水平的T-抗原。根据Siekhaus的说法,这表明了一种令人兴奋的可能性:“这证明了密涅瓦的功能在脊椎动物中得以维持,并且脊椎动物中Minerva的直系同源物MFSD1可能参与调节糖和转移。我们现在正在研究脊椎动物癌症模型,以了解MFSD1是否以及如何调节癌细胞的迁移和侵袭。“
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