新闻及香港科大故事

香港科技大学(科大)及香港理工大学(理大)研究人员开发了体外囊泡重组实验，并通过结合该实验途径及定量质谱分析，发现了囊泡中受特定因子调控被装入囊泡的特定货物蛋白，和介导囊泡运输的新的调控蛋白。该研究成果及实验途径，为进一步揭示分泌途径相关的分子机制提供了重要的新工具。 真核细胞的分泌转运途径是一个非常重要的过程。人体内的很多生长因子，荷尔蒙以及其他重要的因子都是通过分泌转运途径从细胞中分泌出来，从而履行它们的生理功能。另外很多新合成的蛋白必须通过分泌转运途径以被运输到特定的亚细胞目标位点才能行使其功能。在分泌转运途径中承载货物蛋白的运输工具是运输囊泡。就像日常生活中的物流及运输服务，货物蛋白是否能够被运输到正确的靶向位点，关键在于这些货物蛋白是否被准确分选到特定的运输囊泡中。若货物蛋白分选功能缺失，会导致细胞极性建立、免疫功能以及其他生理功能缺陷。 在分泌途径中,调控蛋白质分选的关键参与者包括Arf家族蛋白和货物适配蛋白（cargo adaptor）。 Arf家族蛋白有20多个成员并且分别定位在特定的亚细胞位点。它们在结合GDP的不活跃状态和结合GTP的活跃状态之间循环。结合GTP的Arf 蛋白将胞质中各种货物适配蛋白招募到细胞膜或特定细胞器的膜上，一旦被招募到膜上，这些货物适配蛋白就会识别货物蛋白上的分选信号序列，将货物蛋白包装进入囊泡，实现蛋白质的分选。 尽管我们了解了货物分选的基本步骤原理，但受特定Arf家族成员或特定的货物适配蛋白调控的货物蛋白谱在很大程度上仍未得到充分研究。另外，我们也需要系统的实验途径以发掘及鉴定被特定的Arf蛋白招募到膜上的胞质蛋白。 在本项研究中，科大生命科学部副教授郭玉松的团队利用体外囊泡重组实验重构了将货物蛋白包装进囊泡的过程，并且通过生化的方法分离了富集货物蛋白的囊泡。他们与理大姚钟平教授的研究团队合作，通过定量质谱分析分离的囊泡的蛋白质组学。该研究进一步系统地发现了依赖于GTP和囊泡膜结合的胞质蛋白，其中的一个重要胞质蛋白FAM84B与货物适配蛋白相互作用，并调节跨膜货物蛋白的运输。此外，该研究通过体外囊泡重组实验发现了依赖于GTP水解包装进囊泡的多个新型货物蛋白。

由香港科技大学（科大）海洋科学系及生命科学部讲座教授钱培元带领的一支跨学科研究团队，揭示了人类口腔变形链球菌（Streptococcus mutans）释放出的新型微生物小分子与龋齿的发展有关，为人类口腔微生物群对健康的影响提供了新的科学证据，推动了未来预防龋齿的研究。现该研究成果已发表在权威前沿科学杂志Nature Chemical Biology， 并获Nature以亮点研究进行报道 。 生物膜（biofilm）是由细菌胞外大分子包裹的细菌群体组成；地球上每一个湿润的表面都被生物膜所覆盖。美国国家卫生研究院（National Institutes of Health）早期研究表明，超过80%的人类细菌感染是由生物膜引起的。 变形链球菌是生存在人类口腔的主要天然菌，因其具有形成生物膜和产生有机酸的能力，其长期以来一直被认为是龋齿的主要病原。 龋齿是困扰人类的最常见的慢性细菌感染疾病之一，且治疗费用昂贵。全球每年用于治疗龋齿的经济支出高达数十亿美元 。龋齿的发展是一个复杂的过程，主要依赖于牙齿表面微生物生物膜（又稱牙菌斑）的形成。尽管变形链球菌中关于生物膜形成和发展的大分子已被广泛研究，但小分子次生代谢产物在这种细菌生物膜形成中的作用仍未被深入探究。 钱教授的研究团队致力于运用基因组学、转录组学和化学生物学的方法，研究生物膜的信号分子如何调控微生物及动物間的相互作用。最近，该团队将生物膜研究拓展到公共卫生领域。