突变这些氨基酸中的任何一种都会关闭称为 HGF-c-MET 的信号通路，该通路在癌细胞中异常升高，导致它们迅速繁殖和扩散。
美国能源部橡树岭国家实验室的研究人员已经明确地将植物微生物生物学中重要的蛋白质的特定域的功能与人类的癌症触发因素联系起来，这是科学家们几十年来一直没有得到的知识。
该团队的研究结果发表在《自然通讯生物学》上，为开发选择性药物疗法开辟了一条新途径，以对抗各种癌症，例如开始可以用于乳腺癌和胃癌等治疗。
橡树岭国家实验室 的科学家开始通过实验证明他们首先通过计算研究得出的结论：纤溶酶原-苹果线虫或 PAN 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导有关. 该关联最初是在研究人员探索杨树和柳树等作物的基因组时发现的。
在最新研究中，橡树岭国家实验室 团队确定了 HGF 蛋白中对 PAN 结构域功能至关重要的四个称为半胱氨酸残基的核心氨基酸，并研究了它们在人类癌细胞系中的行为。他们发现，突变这些氨基酸中的任何一种都会关闭称为 HGF-c-MET 的信号通路，该通路在癌细胞中异常升高，导致它们迅速繁殖和扩散。
由于已知半胱氨酸残基具有多种功能，因此科学家们还随机测试了整个蛋白质中的其他半胱氨酸，发现它们对关闭 HGF-c-MET 信号传导没有同样的影响。研究小组在研究中指出，突变四个关键半胱氨酸对蛋白质的整体结构没有影响，只会抑制癌症信号通路。
橡树岭国家实验室 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。
“设计分子来干扰整个蛋白质是非常困难的，”他说。“了解该蛋白质中要靶向的特定氨基酸是一个很大的进步。您不必搜索整个蛋白质；只需寻找这四个特定残基。”
这些核心残基的鉴定证明了该团队在 橡树岭国家实验室 建立的预测能力，利用了该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。
这一发现可能导致对其他疾病的治疗，包括破坏蚊子的感染途径以降低它们携带疟原虫的能力，以及通过针对传播它的亚洲柑橘木虱昆虫来对抗杀死佛罗里达州和加利福尼亚州柑橘树的 HLB 病毒.
在植物中，橡树岭国家实验室 科学家正在利用他们对 PAN 领域的知识来提高生物质作物（例如杨树和柳树）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喷气燃料。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，这项研究表明植物、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。“我们可以用植物做一些在研究过程中你不能用人类或动物做的事情，”他补充道。
“我可以在植物和人类癌症方面以同等效率工作。专业知识是相同的，”具有生物化学和人类癌症研究背景的 橡树岭国家实验室 博士后研究员 Debjani Pal 说。“我们在 橡树岭国家实验室 建立了一个全球化的实验平台，无论你使用什么系统，植物或动物，如果你的假设是正确的，那么无论你是什么细胞系，科学都是可重复的使用。”
“归根结底，我们拥有相同的生物学基础，”穆切罗说。
橡树岭国家实验室 生物科学部团队的其他成员包括 Kuntal De、Carly Shanks、Kai Feng、Timothy Yates、Jennifer Morrell-Falvey、Russell Davidson 和 Jerry Parks。
该植物研究得到了美国能源部科学办公室的生物和环境研究计划的支持。