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《Nature》三篇文章共同解析cGAS结构基础-神仙传感器

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三篇文章如下:

1:核小体抑制cGAS的结构机制

DNA传感器cGAS在微生物感染,细胞应激和癌症之后启动先天免疫应答。通过双链DNA激活后,胞质cGAS产生2'3'环状GMP-AMP,并触发炎症性细胞因子和I型干扰素(IFN)诱导。cGAS也存在于充满基因组DNA的细胞核内部,其中染色质与限制其酶促活性有关。

但是其基础结构还是未知的,通过冷冻电子显微镜结构,该结构以3.1分辨率与核小体结合。cGAS与组蛋白H2A-H2B异二聚体的酸性斑块和核小体DNA广泛接触。结构和互补生化分析还发现cGAS参与反式第二核小体。

机制上讲,核小体结合将cGAS锁定在单体状态,其中空间位阻抑制了基因组DNA的假激活;突变到cGAS酸性补丁接口是必要的,并且足以消除体外核小体的抑制作用,并释放活细胞中基因组DNA的cGAS活性。

这是对于解析cGAS与染色质相互作用的结构基础

2:紧密核束缚和cGAS灭活的分子基础

环状GMP-AMP合酶(cGAS)是一种dsDNA传感器,可催化环状二核苷酸cGAMP的合成,该介导通过STING-TBK1-IRF3信号轴介导I型干扰素的诱导。

cGAS由于其胞质定位对自身DNA不具有反应性。但是,最近的研究表明,cGAS大部分位于核内,紧密的核束缚使cGAS处于非活动状态;

本文显示:cGAS以纳摩尔亲和力与核小体结合,并且核小体结合有效地抑制了cGAS的催化活性。同时为了阐明通过核束缚而使cGAS失活的分子基础,已经确定了通过冷冻EM与人核小体结合的小鼠cGAS的结构。

表明:cGAS经由其第二个DNA结合位点,与组蛋白H2A和H2B形成的带负电荷的酸性补丁结合。高亲和力的核小体结合可阻止dsDNA结合,并使cGAS保持非活性构象,破坏核小体结合的cGAS突变会显着影响cGAS介导的细胞信号传导。

3:染色质螯合和自动抑制cGAS的结构基础

在这里展示了染色质如何隔离和抑制cGAS。提供了与核小体结合的cGAS催化结构域的3.1低温电子显微镜结构,这表明cGAS不与核小体DNA相互作用,而是与组蛋白2A / 2B相互作用,在那里它被牢固地锚定在“酸性补丁”上。

相互作用掩盖了cGAS的DNA结合位点B,阻止了活性cGAS二聚体的形成。酸性补丁结合牢固地胜过了激动性DNA,这表明核小体螯合可以有效抑制cGAS,即使在可访问的DNA附近,例如在活跃转录的基因组区域中也是如此。

总而言之,他们的工作表明了染色质如何隔离核cGAS,并提供了防止与核自身DNA发生自反应的机制。

所以这个研究还是相当基础的cGAS结构解析,因为涉及到炎症发生与免疫相关问题;就这个趋势来看对于扯上肿瘤也是在所难免的事情,但是怎么做,是不是有突破性的发现,还有待商榷……

@前沿普及,后续更多内容给你好看……

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