Integrator에 의존하는 RNA polymerase II termination의 구조적 기반 Abstract Integrator 복합체는 유전자의 프로모터 근처 영역에서 RNA polymerase II (Pol II)를 termination할 수 있습니다. 이전 연구에서 Integrator가 Pol II, DRB sensitivity-inducing factor (DSIF) 및 negative elongation factor (NELF)로 구성된 중단된 염기화 복합체에 결합하고 새로운 RNA 전사체를 절단하는 방법에 대해 알려졌습니다. 그러나 Integrator가 Pol II를 DNA template에서 제거하는 방법은 아직 설명되지 않았습니다.이번 연구에서는 서로 다른 기능적 상태에서 완전한 Integrator–PP2A 복합체의 세 가지 cryo-EM 구조를 제시합니다. pre-termination complex의 구조는 이전에 밝혀지지 않았던, 전구의 INTS10–INTS13–INTS14–INTS15 모듈을 보여줍니다. 이 모듈은 '독침 (sting)'을 사용하여 DSIF DNA 클램프를 열고 termination을 용이하게 할 수 있습니다. Termination 후 복합체의 ...

Structure of the plant plastid-encoded RNA polymerase Abstract 엽록체 유전자는 광합성과 관련된 단백질을 코딩하며 주로 *Plastid-encoded RNA polymerase(PEP)에 의해 전사된다. PEP은 박테리아 RNA polymerase (RNAPs)와 유사한 Plastid-encoded 단위체들로 구성된 다중-단위체 복합체로, nucleus에서 encoded된 PEP-연관 단백질(PAPs) 세트에 안정적으로 결합한다. PAPs는 PEP 활동과 엽록체의 biogenesis에 필수적이지만, 그 역할은 잘 정의되어 있지 않다. 여기서, 우리는 백색 겨자(Sinapis alba)로부터 native 21-subunit PEP와 PEP 전사 elongation 복합체의 cryoelectron microscopy (cryo-EM) 구조를 제시한다. 우리는 PAPs가 핵심 polymerase를 둘러싸고, 복합체 조립과 안정성을 증진시키는 것으로 보이는 광범위한 상호작용을 형성한다는 것을 확인했다. 연장 과정에서, PAPs는 transcription bubble의 downstream DNA 및 신생 mRNA와 상호작용한다. 이 모델들은 PEP의 subunit인 superoxide dismutase, ...

생체 내에서 지속 가능하고 효율적인 유전자 silencing을 위한 일시적 epigenome 편집 Abstract transcriptional repressors를 탑재한 programmable editors를 사용한 영구적인 epigenetic silencing은 인간 질병의 치료에 큰 가능성을 가지고 있다. 하지만, 그 전체 치료적 잠재력을 이끌어내기 위해서는 생체 내에서 editors의 일시적인 전달 후 지속적인 epigenetic silencing의 실험적 확인이 필요하다. 이를 위해, 우리는 cholesterol homeostasis에 관여하며 간세포에서 발현되는 Pcsk9 유전자를 대상으로 삼았다. 다양한 editor 디자인의 체외 선별은 zinc-finger proteins이 마우스 Pcsk9의 효율적인 silencing을 위한 최상의 DNA-결합 플랫폼임을 나타냈다. editors의 mRNAs를 로딩한 *lipid nanoparticles의 단일 투여는 거의 1년 동안 마우스의 순환 PCSK9 수준을 거의 절반으로 줄였다. 특히, Pcsk9 silencing과 동반된 epigenetic 억제 표지도 **강제 ...

DNA-guided 전사 인자 협력성이 안면 및 사지 중간엽을 형성한다 Abstract 전사 인자(TFs)는 거의 동일한 DNA 결합 특이성에도 불구하고 서로 다른 세포 정체성을 정의할 수 있다. Regulation의 특이성을 달성하는 한 가지 메커니즘은 DNA-guided TF 협력성이다. 비록 실험실 연구에서 이러한 협력성이 흔할 수 있다고 제안되지만, 세포 맥락에서 이러한 협력의 예는 여전히 드물다. 여기서, 우리는 'Coordinator', 많은 *basic helix-loop-helix(bHLH) 및 **homedomain(HD) TF들이 결합하는 공통 모티프로 구성된 긴 DNA 모티프가 배아의 안면 및 사지 중간엽의 regulatory 영역을 독특하게 정의하는 방법을 보여준다. Coordinator는 bHLH family 중간엽 조절자 TWIST1과 안면 및 사지의 지역 정체성과 관련된 HD 요인들의 집단 사이에서 협력적이고 선택적인 결합을 안내한다. TWIST1은 Coordinator 위치에서 ...

SARS-CoV-2 Omicron BA.2.86 및 FLip 변이체의 면역 회피, 감염성, 및 융합성 Abstract SARS-CoV-2의 진화는 현재 백신 조치에 대한 재평가를 필요로 한다. 여기서, 우리는 BA.2.86 및 XBB 계열 변이체인 FLip을 D614G, BA.1, BA.2, BA.4/5, XBB.1.5, EG.5.1과 함께 3회 접종 백신과 2가 백신을 접종한 보건 의료 종사자들의 혈청, XBB.1.5 변이에 감염된 최초 대응자들의 혈청, 단클론 항체(mAb) S309에 의해 중화되는 정도를 조사하여 특정했다. 우리는 바이러스 감염성과 세포막 융합성을 측정함으로써 변이 스파이크의 생물학을 평가했다. BA.2.86은 FLip 및 기타 XBB 변이체들과 비교하여 면역 회피 능력이 덜하며, 이는 *항원 거리(antigen distance)와 일관된 결과이다. 중요하게도, mAb S309은 XBB 변이체들과는 달리 BA.2.86을 중화시키지 못했으며, 이는 모델링에 기반했을 때 ...

LPS를 세포막 간 transporter에 가두는 새로운 항생제 Abstract Gram-negative 박테리아의 세포질 막은 외부 막에 의해 둘러싸여 있는데, 이 외부 막은 대부분의 항생제의 진입을 막아서 박테리아를 죽이기 어렵게 만든다. 외부 막에 침투할 수 없는 이유는 외층에 큰 amphipathic glycolipid인 lipopolysaccharide(LPS)가 존재하기 때문이다. 외부 막의 조립은 LPS를 세포질 막에서 세포 표면까지 transport하는 protein bridge를 통해 이루어진다. 외부 막의 무결성을 유지하는 것은 박테리아 세포의 생존에 필수적이고, 이를 파괴한다면 다른 항생제에 대한 감수성을 증가시킬 수 있다. 따라서, 이 transport 과정을 구성하는 7개의 Lpt 단백질을 억제하는 것이 오랫동안 연구되어 왔다. 최근 Acinetobacter에서 LPS transport machinery를 대상으로 하는 새로운 클래스의 항생제가 확인되었다. 여기에서, 우리는 구조적, 생화학적, ...

amyloid assembly 중 fibril polymorphs의 Structural evolution. Abstract Cryoelectron microscopy (cryo-EM)은 질병과 관련된 amyloid fibril structures에 대한 전례 없는 통찰력을 제공했습니다. 이러한 구조는 긴 assembly processes의 endpoints를 나타내며, assembly 초기에 형성된 fibril과의 관계는 알려져 있지 않습니다. 따라서 assembly processes에서 잠재적으로 다른 병리학적 특성을 가진 다른 fibril architectures가 형성되는지 여부는 여전히 알려지지 않았습니다. 본 연구에서는 disease-related variant of human islet amyloid polypeptide (IAPP-S20G)의 in vitro fibrillation 중 다양한 시점의 amyloid fibrils structures를 결정하기 위해 cryo-EM을 사용했습니다. 놀랍게도 lag, growth, and plateau phases에 형성된 fibrils은 fibrillation proceeds에 따라 새로운 형태가 나타나고 다른 형태는 사라지는 등 서로 다른 구조를 가지고 있습니다. 야생형 hIAPP의 ...

병원체 protein의 모듈성을 통한 정교한 host phosphatase 모방 Abstract 병원체는 숙주 세포를 조작하기 위해 다양한 effector protein을 생산합니다. 그러나 effector 레퍼토리에서 기능적 다양성이 생성되는 방식은 잘 알려져 있지 않습니다. 식물 병원체인 Phytophthora의 많은 effector는 "(L)WY" 모티프의 탠덤 반복을 포함하며, 이는 구조적으로 보존되지만 시퀀스는 가변적입니다. 이 연구에서는 식물 host에서 Ser/Thr protein phosphatase 2A (PP2A) 핵심 효소를 효율적으로 recruit하는 여러 Phytophthora effector에서 특정 (L)WY-LWY 조합에 의해 형성된 기능 모듈을 발견했습니다. Effector-PP2A complex의 결정 구조는 (L)WY-LWY 모듈이 host PP2A 핵심 효소를 하이재킹하여 기능적 holoenzyme을 형성할 수 있음을 보여줍니다. N-term에서 PP2A 상호작용 모듈을 공유하는 동안, 이 effector는 다양한 C-term LWY 단위를 소유하고 host에서 별개의 ...

생물학 및 설계 분야의 단백질 폴딩 안정성에 대한 대규모 실험 분석 Abstract DNA 시퀀싱과 머신 러닝의 발전은 엄청난 규모의 단백질 서열과 구조에 대한 통찰력을 제공합니다. 그러나 폴딩을 주도하는 에너지는 구조에서 보이지 않으며 대부분 알려지지 않은 상태로 남아 있습니다. 폴딩의 숨겨진 열역학은 질병을 유발하고, 단백질 진화를 형성하고, 단백질 공학을 안내할 수 있으며, 모든 서열과 구조에 대해 이러한 열역학을 밝히기 위해서는 새로운 접근법이 필요합니다. 이 연구에서는 1주일 실험에서 최대 900,000개의 단백질 도메인에 대한 열역학적 폴딩 안정성을 측정하는 방법인 cDNA 디스플레이 단백질 분해를 제시합니다. 총 180만 건의 측정에서 우리는 모든 단일 아미노산 변이체와 길이가 40–72 아미노산 길이인 331개의 천연 및 148개의 de novo ...