該研究在線發(fā)表在2012年11月2日的NatureStructural&MolecularBiology雜志上,它重點調(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)合以形成一個稱為"自噬體"的細胞器.自噬體就像一個垃圾袋,能夠去除有毒物質(zhì)并通過回收為細胞提供營養(yǎng).TSRI的TakanoriOtomo領(lǐng)導(dǎo)了這一研究,他說：“我們的研究關(guān)注了在這一領(lǐng)域的一個重大謎團,這些蛋白有,但是沒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,因為這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)同作用來形成自噬體.細胞自噬可以降解大的蛋白質(zhì)、入侵的病原體、細胞廢料和有毒物質(zhì).一個關(guān)鍵蛋白LC3結(jié)合到了自噬體膜的一個脂質(zhì)分子或脂肪分子上是細胞自噬過程的一部分.然而,如果不在ATG12和ATG5的幫助下,LC3就無法粘附到脂類物質(zhì)上.如果ATG12和ATG5之間已經(jīng)建立了或共軛,一個細胞只會形成一個自噬體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節(jié).當(dāng)ATG12和ATG5結(jié)合在一起時,它們會形成一個剛性的結(jié)構(gòu),并創(chuàng)建一個由進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,研究人員希望可以設(shè)計分子來抑制自噬體的形成,這或許可以成為癌癥治療研究的一個新方向.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,防止癌細胞回收營養(yǎng)和延長生存.zui終,我們想要了解自噬的每一步分子機制,”他說,“當(dāng)我們朝著這一目標不斷的取得進步時,就能更好的理解操縱自噬過程通路的方法.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,而這項工作僅僅是個開始.”