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重大突破!博尔纳病毒乙酰化研究新高度

景杰蛋白 精准医学与蛋白组学 2020-12-24

小编按语

近期,来自重庆医科大学和杭州景杰生物科技有限公司的研究人员合作,在博尔纳病毒的研究中获得了重大突破,首次得到博尔纳病毒感染条件下人类少突神经胶质细胞的乙酰化修饰组草图,这一发现让人们对博尔纳病毒的感染机理有了更深入的认识。

Liu X., et al. (2015) Persistent human Bornadisease virus infection modifies the acetylome of human oligodendroglia cells towardshigher energy and transporter levels. Virology. 485: 58-78.

博尔纳病毒(Borna disease virus, BDV)是一种高度嗜神经的RNA病毒,是人畜共患病博尔纳病 (Borna disease, BD) 的病原体,可引起中枢神经系统感染, 表现为中枢神经系统功能障碍,而少突神经胶质细胞(oligodendroglia cells)来源于人类胎儿少突胶质细胞作为一种大脑白色物质的重要组成部分,在维持神经功能上发挥着关键的作用。赖氨酸乙酰化(Lysine acetylation, Kac)是一种典型的蛋白质翻译后修饰(post-translationalmodification, PTM),最先在组蛋白中被发现。乙酰化已经被证明能够调节很多细胞功能,例如基因表达、核染色质重构和细胞周期。

之前的研究表明在病毒与宿主的互作之中,很多独特的乙酰化修饰位点对宿主细胞具有重要的调节作用(Biological Chemistry, 2011; Nature ChemicalBiology, 2010)。该研究的研究人员在2014年就发现,博尔纳病毒感染人类少突神经胶质细胞之后会影响组蛋白中50%的乙酰化位点降低乙酰化水平,从而抑制宿主细胞的基因表达水平(Virology, 2014)。受此启发,研究人员通过该项研究中进一步探究博尔纳病毒感染对人类少突神经胶质细胞细胞功能的影响。


Figure 1. Experimental Workflow Whole-cell extracts were prepared from BDV-infected and non-infected control OL cells. Immunoprecipitation coupled with SILAC-based quantitative proteomics was used to comparatively analyze the two groups followed by bioinformatical analysis.


研究人员使用SILAC定量蛋白质组学技术对博尔纳病毒感染下的人类少突神经胶质细胞进行乙酰化修饰组分析,鉴定到791个乙酰化位点,对473个乙酰化蛋白进行了定量分析。生物信息分析发现博尔纳病毒感染会改变宿主细胞内代谢蛋白和运输蛋白的乙酰化水平,显著促进宿主细胞内和能量循环相关的生物途径,尤其是丁酸和脂肪酸的代谢过程;甚至影响了很多组蛋白乙酰转移酶(histone acetyltransferase)和脱乙酰基酶(histone deacetylase)的表达水平。


Figure 2. Enrichmentand Clustering Analysis of the Kac Datasets based on Gene Ontology Annotations Quantifiableproteins were classified by gene ontology (GO) annotation based on (A) biologicalprocess, (B) molecular function, and (C) cellular compartmentalization.


这项研究是世界上首个博尔纳病毒感染条件下人类少突神经胶质细胞的乙酰化修饰组分析,突破性的发现了博尔纳病毒的感染会造成四分之一的赖氨酸乙酰化位点发生差异表达,其中绝大多数位点的乙酰化水平显著提高,影响了人类少突神经胶质细胞内代谢蛋白和运输蛋白的乙酰化水平,促进了能量循环和博尔纳病毒蛋白的运输。这一结果系统的解释了人类少突神经胶质细胞中的乙酰化组,让人们对博尔纳病毒的感染机理有了更深入的认识。

景杰生物(PTM Biolabs)凭借其强大的研发实力,提供独家开发的高灵敏度乙酰化泛抗体(PTM-101/102/105)及基于高等级质谱仪的高通量乙酰化蛋白质组学技术服务,有效的推动乙酰化研究进展。此外,景杰生物还提供全球最多种类的蛋白质修饰组学技术服务,包括赖氨酸甲基化 (methylation)、泛素化 (ubiquitination)、磷酸化 (phosphorylation)、O-乙酰氨基葡萄糖化 (O-GlcNAc)、赖氨酸琥珀酰化 (succinylation)、巴豆酰化 (crotonylation)、丙酰化(propionylation) 等。


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