Исследование раскрывает новый механизм повреждения мембраны, опосредованный ключевым «вторичным мессенджером»

Исследовательская группа, объединяющая Институт биофизики Китайской академии наук и Пекинского технологического университета, провела системный анализ способа образования 23-cGAMP в прокариотах, процесса специфической активации трансмембранных эффекторных белков и того, как этот сигнал в конечном итоге приводит к новому типу повреждения биологической мембраны и гибели клетки. Исследование впервые выявило консервативный механизм образования 23-cGAMP в прокариотах и обнаружило совершенно новый механизм повреждения мембраны — продольную резку мембраны. Соответствующая статья опубликована в журнале «Cell».

23-cGAMP является ключевым вторичным мессенджером в пути естественной иммунной системы животных cGAS-cGAMP-STING, отвечающим за передачу сигнала распознавания ДНК вышестоящего уровня эффекторным мембранным белкам STING. Его уникальная структура с смешанными фосфодиэфирными связями 2-5 и 3-5 придаёт STING более сильную активирующую способность. Ранее в научном сообществе существовали сомнения: является ли этот сигнальный молекулярный гибрид особенностью иммунной системы животных или он уже присутствовал в более древних системах жизни? Существуют ли другие рецепторы мембранных белков, которые могут специфически распознавать 23-cGAMP? Данное исследование ответило на эти вопросы, доказав, что этот сигнальный молекулярный компонент также присутствует и играет важную роль в прокариотах.

Исследование расширило понимание эволюционного разнообразия естественной иммунной системы с точки зрения сигнальных молекул, рецепторных механизмов и эффекторного действия. Группа подробно описала процесс, посредством которого 23-cGAMP специфически индуцирует конформационные изменения и высокоуровневую сборку трансмембранных эффекторных белков, и выявила новый механизм повреждения мембраны — продольную резку мембраны. Это открытие не только расширило понимание эволюционного разнообразия естественной иммунной системы и её универсальных конструктивных принципов, но и предоставило новый взгляд на то, как мембранные белки ремоделируют и разрушают биологические мембраны, что имеет большое значение для исследований в области инфекций, воспаления и иммунного ответа на опухоли.