双蛋白标记过程可能为免疫系统疾病带来新的治疗方法

俄勒冈健康与科学大学研究人员的一项研究发现了一种在细胞内改变蛋白质的新方法。这一发现对于理解免疫系统的工作原理可能很重要

科学家们发现了一种他们称之为“MARUbylation”的双重修饰过程，该过程在同一蛋白质上结合了两种不同的分子标签，ADP核糖基化和泛素化。这一发现挑战了长期以来认为每种蛋白质修饰只涉及一种标签的观点。相反，发表在《EMBO杂志》上的这项研究表明，一些蛋白质可以同时具有两个标签，这会影响它们在细胞中的功能

这一发现是两位研究人员合作的结果，他们表面上研究了不同的领域。Jonathan Pruneda博士是OHSU医学院分子微生物学和免疫学副教授，他研究泛素化，即一种名为泛素的小分子附着在蛋白质上，标记其各种行为，如分解或移动，如在蛋白质上贴上标签

两位科学家为讨论一名研究生的研究而举行的会议带来了“顿悟时刻”

Pruneda说：“我们只是在谈论翻译后修饰，意识到我们正在研究的这两种修饰可以真正地结合在一起。”

研究人员很兴奋地发现，人类细胞中的蛋白质可以通过ADP核糖基化和泛素化进行修饰。他们将这一过程命名为“MARUbylation”。科恩说：“我们意识到，两个完全不同的领域——就像我们工作的领域——实际上在研究同一件事。”。“以前没有人真正将它们联系起来。我们的目标是看看我们是否可以合作开发新的治疗方法，而不是从不同的方向着手。”Pruneda补充道，“我们认为它改变了蛋白质接收的信息，这可能会影响它在体内的功能。”

蛋白质通常会通过添加小化学标签进行修饰，从而改变它们在细胞中的作用方式。人们普遍认为，蛋白质上的每个位点一次只能被一种标签修饰。但这项研究表明，一些蛋白质可以同时具有两个标签，为理解蛋白质的工作原理开辟了新的途径。研究人员发现，一种名为PARP10的蛋白质有助于修复DNA，可以同时标记ADP核糖和泛素。当免疫系统对信号做出反应时，这种双重修饰很重要，特别是在抵抗感染时

科学家们使用特殊工具证实，MARUbylation发生在细胞内。他们还发现，这一过程会导致细胞内的进一步反应，增加信号管理的复杂性

Pruneda说：“这一发现扩展了我们对复杂细胞信号如何整合的理解。”。“到目前为止，人们认为单一的修饰可以控制蛋白质的行为，但我们的研究表明，不同的修饰可以以独特的方式相互作用并影响蛋白质的功能。”

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这一发现为免疫疗法铺平了道路

这一发现可以为与免疫系统相关的疾病提供新的见解，如自身免疫性疾病、癌症和神经退行性疾病，其中蛋白质修饰起着关键作用。Pruneda希望了解MARUbylation可以带来新的治疗方法

“有趣的是，针对这些过程的药物已经在使用中，”Pruneda说。“例如，PARP抑制剂正在临床上使用，现在我们开始了解这些药物背后的生物学。”

Cohen认为它们的发现有可能改善免疫治疗，尤其是癌症治疗

“癌症细胞已经找到了逃避免疫系统的方法，他们使用的方法之一是上调PARP酶，这有助于他们避免免疫反应，”他说。“通过抑制这些酶，我们可以帮助逆转这种情况，使癌症细胞更容易受到免疫攻击。”

研究人员很高兴能够继续合作，更好地了解这种新的修饰过程是如何工作的，并发现新的治疗方法。Pruneda和Cohen希望他们的合作将在未来带来新的疗法

科恩说：“这是关于利用这种合作来构建不仅仅是各部分之和的工具。”。“我们不同的方法和手段使这个项目取得了成功。”

除了Pruneda和Cohen之外，OHSU的Daniel Bejan博士和Rachel Lacoursiere博士也共同撰写了这项研究 More information: Daniel S Bejan et al, Ubiquitin is directly linked via an ester to protein-conjugated mono-ADP-ribose, The EMBO Journal (2025). DOI: 10.1038/s44318-025-00391-7

Journal information: EMBO Journal