科研进展：肠道菌群通过S-亚硝基化调控miRNA
下面先看这篇文章说的主题：肠道微生物产生的NO（一氧化氮）导致宿主（线虫）广泛的蛋白S-亚硝基化修饰（蛋白翻译后修饰PTM的一种），从而导致宿主miRNA和基因表达失调，最终影响到宿主发育过程。
即：肠道菌群——NO——蛋白S-亚硝基化修饰——miRNA和基因表达失调——宿主发育。
文章的GA如下：
下面我们看文章的研究思路。
1. 菌群来源的NO导致蛋白S-亚硝基化
为了建立菌群来源的NO与蛋白S-亚硝基化的联系，将无菌线虫分别移植NOS敲除的枯草芽孢杆菌和NarG敲除的大肠杆菌（NOS和NarG是NO产生相关的两类酶），结果发现敲除组蛋白S-亚硝基化水平显著降低：
然后富集S-亚硝基化修饰的蛋白（SNO-RAC）后进行质谱检测，并通过KEGG功能富集研究蛋白的功能，在对影响的细胞功能进行分析后把重点放到ALG-1（Argonaute相关蛋白，参与miRNA对mRNA的调控过程）上，接下来就是研究菌群来源的NO对ALG-1的S-亚硝基化影响：
结果发现菌群来源的NO促进ALG-1的S-亚硝基化。
2. Argonaute蛋白的S-亚硝基化发生在进化保守的半胱氨酸（Cys）上
简单来说，线虫里面的ALG-1对应到人的蛋白是AGO2。首先是（通过GPS-SNO）预测AGO2的S-亚硝基化修饰位点；接下来体外把AGO2与NO供体CysNO共孵育，并通过AGO2抗体进行pulldown后质谱分析，结果发现Cys691位点是一直被鉴定到的，接下来是对Cys691进行突变（Ser），并研究对AGO2的亚硝基化修饰影响；
最后，AGO2的Cys691位点在多物种高度保守。
3.S-亚硝基化抑制 Argonaute蛋白与GW182蛋白的结合，和miRNA介导的mRNA沉默
Argonaute蛋白既可以与RNA结合，又可以与GW182蛋白结合，分析发现Cys691位点离与RNA结合的结构域比较远，因此排除对RNA结合的影响；
为了探索S-亚硝基化对Argonaute蛋白与GW182蛋白结合的影响，通过免疫沉淀技术进行研究，结果发现S-亚硝基化抑制了Argonaute蛋白与GW182蛋白的结合：
接下来通过荧光素酶报告基因实验验证S-亚硝基化对miRNA调控靶基因的影响：
4. ALG-1的S-亚硝基化通过调控miRNA活性影响线虫发育时机
这一部分就是我们常说的功能了，只是这里的表型是线虫发育。要说A通过B调控C表型，那么挽救实验是必不可少的，这里就包括了：NOS敲除对miRNA let-7调控lin-41，ALG-1的C855S 突变对miRNA let-7（n2853温度敏感型突变）调控lin-41等：
最后就是文章的总结了：
总的来说，这篇文章的思路很清晰：
大约70%的蛋白会被S-亚硝基化修饰，而NO可由细菌通过NOS和NarG两个酶产生，蛋白的S-亚硝基化修饰与细菌产生的NO有没有关系？
无菌动物接种NOS和NarG两个酶敲除的枯草芽孢杆菌和大肠杆菌，结果发现整体蛋白的S-亚硝基化水平降低，说明细菌产生的NO促进蛋白的S-亚硝基化修饰。上面问题解决，但是又引出来一个问题：细菌产生的NO促进蛋白的S-亚硝基化修饰对宿主（这里是线虫）的影响和具体方式什么？
这个问题是文章的重点，又细分了两部分：（1）功能：影响线虫发育；（2）机制：影响AGO2（ALG-1）蛋白与GW182蛋白的结合以及下游miRNA的作用。这两个问题从某种程度上需要一起解决。文章先表述的是（2）机制，过程是：细菌产生的NO影响总蛋白S-亚硝基化修饰——聚焦到AGO2（ALG-1）蛋白（这一步是重点）——影响的具体位点是Cys691——Cys691影响方式的是与GW182蛋白的结合（而非直接与RNA的作用）——结果是miRNA对靶基因的调控（这里以miRNA let7 对lin-41抑制说明）。到这里基本确定关键分子后再统一通过挽救实验等把细菌产生的NO/AGO2（ALG-1）蛋白的S-亚硝基化修饰/作用位点Cys691/let7 抑制lin-41连起来。
最后，这篇文章又是一篇生命科学的研究，在昨天的推文科研进展：miRNA通过AGO2调控circRNA表达中，我们说了一个移植研究的模式：把生命科学等偏基础的研究移植到具体的疾病发生发展方向。那么有没有同学想开一个这样的题：A肠道菌产生NO介导B蛋白的S-亚硝基化修饰激活C信号通路促进D疾病呢？
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