子科生物報道:干擾素(IFN)信號通路是天然免疫的主要組成部分,在宿主抵抗病原體中發揮重要作用;IFN的產生和下游通路的激活受到精密的調控。轉錄因子STAT1是IFN通路的關鍵效應因子,IFN信號通路激活時,STAT1蛋白被其激酶JAK1磷酸化修飾,進而形成異源或同源二聚體,并轉移入核調控下游靶基因的轉錄激活。
RNF220是RING泛素連接酶家族的一員,中國科學院昆明動物研究所毛炳宇課題組揭示泛素連接酶RNF220通過介導不同靶蛋白及不同類型的泛素化修飾,參與脊椎動物神經系統發育過程和相關疾病的發生和進展(Ma et al.2019,Cell Reports;Ma et al.2020,Development;Song et al.2020,Development)。但RNF220在其他系統,尤其是在先天免疫和宿主抵抗感染中的功能和作用機制尚不清楚。
昆明動物所研究員齊曉朋課題組、毛炳宇課題組合作發現,外源細菌感染及IFN刺激誘導宿主細胞內源Rnf220基因的表達。生化實驗結果表明,泛素連接酶RNF220與STAT1蛋白相互作用并催化STAT1蛋白序列上多個賴氨酸位點上的K63形式的多泛素化修飾。
研究進一步發現,此種翻譯后修飾促進STAT1與其激酶JAK1的相互作用,增強STAT1蛋白的磷酸化修飾水平,從而促進IFN-STAT1信號通路的激活。同時,Rnf220缺陷細胞中IFN-STAT1信號通路的激活受到抑制,Rnf220缺陷小鼠比野生型小鼠更易感染鮑曼不動桿菌和HSV-1病毒。該研究揭示泛素連接酶RNF220正反饋調控IFN-STAT1信號通路的分子機制,表明RNF220有望成為抗外源細菌和病毒感染的潛在治療靶點。
近日,相關研究成果以RNF220 mediates K63-linked polyubiquitination of STAT1 and promotes host defense為題,發表在CellDeath&Differentiation上。昆明動物所已畢業博士生郭曉敏和副研究員馬鵬程為論文的共同第1作者,齊曉朋、毛炳宇為論文的共同通訊作者。研究工作得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金、中科院和云南省相關項目的支持。