科学家发现癌症诱因，可能刺激靶向药物治疗

ORNL的科学家们开始用实验来证明他们首先推导出计算研究:纤溶酶原-苹果-线虫(PAN)结构域与驱动人类肿瘤生长的细胞增殖以及生物能源作物中植物-微生物相互作用期间的防御信号传递有关。研究人员在探索杨树和柳树等作物的基因组时首次发现了这种联系。

在最新的研究中，ORNL团队在HGF蛋白中确定了四种被称为半胱氨酸残基的核心氨基酸，这些核心氨基酸对PAN结构域的功能至关重要，并研究了它们在人类癌细胞系中的行为。他们发现，这些氨基酸中的任何一种突变都会关闭被称为HGF-c-MET的信号通路，这种信号通路在癌细胞中异常升高，导致癌细胞迅速繁殖和扩散。

由于已知半胱氨酸残基有许多功能，科学家们还随机测试了蛋白质中的其他半胱氨酸，发现它们中没有一个对关闭HGF-c-MET信号有相同的影响。研究小组在研究中指出，突变四个关键的半胱氨酸对蛋白质的整体结构没有影响，只是抑制了癌症信号通路。

ORNL的遗传学家Wellington Muchero说，破坏正确的信号是开发新的癌症疗法的最大挑战之一。

他说:“设计分子来干扰整个蛋白质是非常困难的。”“知道这种蛋白质中的特定氨基酸是一个很大的进步。你不需要搜索整个蛋白质;只需要寻找这四种特定的残留物。”

这些核心残基的鉴定证明了该团队在ORNL建立的预测能力，利用了实验室在植物生物学和生物化学、遗传学和计算生物学方面的专业知识，以及其超级计算资源和CRISPR/CAS-9基因编辑工具。

这一发现可能会导致其他疾病的治疗，包括破坏蚊子的感染途径，使它们无法携带疟原虫，以及通过针对传播HLB病毒的亚洲柑橘木虱昆虫来对抗杀死佛罗里达和加利福尼亚柑橘树的HLB病毒。

在植物方面，ORNL的科学家们正在利用他们对PAN结构域的知识来提高生物质作物(如杨树和柳树)对病原体和害虫的抵抗力，这些作物可以分解并转化为可持续的航空燃料。他们正在探索促进植物和微生物之间有益相互作用的遗传过程，以增强这些作物的抗寒性。

Muchero说，这项研究证明了植物、人类和其他生物的DNA结构非常相似，这使得植物成为一个重要的发现平台。“在研究过程中，我们可以用植物做人类或动物做不到的事情，”他补充说。

“我对植物癌症和人类癌症的疗效是一样的。专业知识是一样的，”具有生物化学和人类癌症研究背景的ORNL博士后研究员Debjani Pal说。“我们在ORNL建立了一个全球化的实验平台，表明无论你使用什么系统，植物或动物，如果你的假设是正确的，那么科学在所有系统中都是可重复的，无论你使用什么细胞系。”

穆希罗说:“归根结底，我们有着相同的生物学基础。”

ORNL生物科学部的其他团队成员包括Kuntal De、Carly Shanks、Kai Feng、Timothy Yates、Jennifer Morrell-Falvey、Russell Davidson和Jerry Parks。

这项植物研究得到了美国能源部科学办公室生物和环境研究项目的支持。ORNL的实验室指导资金支持了人类细胞系的研究。研究人员使用了橡树岭领导计算设施的资源，这是能源部科学办公室的一个用户设施，以及ORNL的科学计算和数据环境。

巴特尔理工大学为美国能源部科学办公室管理橡树岭国家实验室，该实验室是美国物理科学基础研究的最大支持者。能源部的科学办公室正在努力应对我们这个时代最紧迫的挑战。更多信息，请访问energy.gov /科学．