該研究在線發(fā)表在2012年11月2日的NatureStructural&MolecularBiology雜志上,它重點(diǎn)調(diào)查了2種蛋白"ATG12"和"ATG5"的結(jié)構(gòu)和功能.這些蛋白需要正確的結(jié)合以形成一個(gè)稱為"自噬體"的細(xì)胞器.自噬體就像一個(gè)垃圾袋,能夠去除有毒物質(zhì)并通過(guò)回收為細(xì)胞提供營(yíng)養(yǎng).TSRI的TakanoriOtomo領(lǐng)導(dǎo)了這一研究,他說(shuō)：“我們的研究關(guān)注了在這一領(lǐng)域的一個(gè)重大謎團(tuán),這些蛋白有,但是沒(méi)有人能清楚地解釋其中的原因是什么.能夠確定這些相互的蛋白的結(jié)構(gòu)令我們非常興奮,因?yàn)檫@可以便于下一階段的研究.”
　　
　　在研究的zui初階段,Otomo和他的同事們已經(jīng)知道很多蛋白能夠協(xié)同作用來(lái)形成自噬體.細(xì)胞自噬可以降解大的蛋白質(zhì)、入侵的病原體、細(xì)胞廢料和有毒物質(zhì).一個(gè)關(guān)鍵蛋白LC3結(jié)合到了自噬體膜的一個(gè)脂質(zhì)分子或脂肪分子上是細(xì)胞自噬過(guò)程的一部分.然而,如果不在ATG12和ATG5的幫助下,LC3就無(wú)法粘附到脂類物質(zhì)上.如果ATG12和ATG5之間已經(jīng)建立了或共軛,一個(gè)細(xì)胞只會(huì)形成一個(gè)自噬體Otomo和他的同事們決定研究ATG12-ATG5共軛體的形狀,以便弄清楚為何它們是LC3脂化所必需的.
　　
　　利用一種名為X-射線晶體成像技術(shù)的方法,科學(xué)家們能夠揭開這一共軛體的細(xì)節(jié).當(dāng)ATG12和ATG5結(jié)合在一起時(shí),它們會(huì)形成一個(gè)剛性的結(jié)構(gòu),并創(chuàng)建一個(gè)由進(jìn)化保守的氨基酸組成的表面區(qū)域幫助LC3脂化.研究人員突變了這些保守的氨基酸后,自噬體形成被抑制了.Otomo和他的同事們還確定了ATG12-ATG5共軛體的一個(gè)可以結(jié)合ATG3的表面結(jié)構(gòu),ATG3是LC3結(jié)合脂類所需的另一種酶.
　　
　　更好地理解新癌癥療法基于這一新知識(shí),研究人員希望可以設(shè)計(jì)分子來(lái)抑制自噬體的形成,這或許可以成為癌癥治療研究的一個(gè)新方向.例如可以在現(xiàn)有療法的基礎(chǔ)上,再用一種藥物直接抑制ATG3的結(jié)合,從而使癌癥治療更有效,防止癌細(xì)胞回收營(yíng)養(yǎng)和延長(zhǎng)生存.zui終,我們想要了解自噬的每一步分子機(jī)制,”他說(shuō),“當(dāng)我們朝著這一目標(biāo)不斷的取得進(jìn)步時(shí),就能更好的理解操縱自噬過(guò)程通路的方法.這一領(lǐng)域還很年輕,還有很多未知的內(nèi)容需要我們探索,而這項(xiàng)工作僅僅是個(gè)開始.”