2016年第三次Journal Club

2016年最后一次Journal Club活动中，三字班同学们为我们讲述了有关环状GMP-AMP（cGAMP）在启动I型干扰素合成过程中的第二信使作用和有关的合成酶的重要工作，相关研究内容是这两篇发表在Science杂志上的背靠背文章。I型干扰素合成路线激活是哺乳动物细胞质中DNA泄露（可能来自于宿主细胞核或外源病毒入侵等）引发的宿主防御响应，在免疫过程中有重要作用。此前学术界已经明确了ER蛋白STING在此过程中被激发，激活激酶IKK和TBK1，进而激活转录因子NF-κB以及IRF3启动I型干扰素合成。而该项工作的主要意义在于，发现鉴定并验证了STING上游的启动因子，补足了从胞质DNA到STING激活之间的缺失环节。

该研究组首先用RNAi阻断了L929系细胞STING的表达，再在胞质中引入外源核酸诱发上游的反应，之后发现处理过的胞质上清具有激活STING通路的能力。令人惊奇的是，无论热变性还是蛋白酶、核酸酶处理都不会影响这种活性，说明活性物质并不是蛋白质或普通核酸，具有第二信使的特点。他们进一步用质谱手段确定环状GMP-AMP的存在，并且验证了化学合成的环状GMP-AMP可以起到同样的功能。

接下来他们鉴定出了cGAMP合成酶（cGAS）以及它相应的生化特性。这涉及经典生化实验方法（组分分离纯化-活力鉴定），但又引入了新时代的有效手段（质谱和基因组信息）。组分活性鉴定方式为与ATP、GTP以及诱发外源DNA在合适条件下共孵育，之后酶解掉核酸，加热除去蛋白质，再用PAGE检测是否可以引起另一些细胞中的IRF3二聚化。由于含量过低，三步纯化后即使使用银染也难以检测，他们在最后一次纯化前根据各组分活性差异使用质谱手段确定了一些氨基酸序列信息，再在基因组中查找到了有相应属性的E330016A19。之后他们证明了该蛋白对于通路响应是充分和必要的，主要定位于细胞质，与DNA结合并依赖DNA发挥活性。

三字班的同学们的讲述生动有趣，且有严密的逻辑性和科学性，给我们启发良多。大家就更多细节问题进行了充分的讨论。

本次活动由王新泉老师指导，演讲同学为毛天杨、车希明、李言、崔潇月、谭震宇和张泽睿。