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Yifat Merbl博士

蛋白质离开工厂后会发生什么?

新科学家

日期: 2015年3月29日
来源:
魏茨曼杂志第7卷

Yifat Merbl博士最近回到了魏茨曼研究所免疫学系的实验室,她在那里进行了硕士研究,现在作为一个新的研究小组的负责人,在哈佛大学完成了博士和博士后学位。

实验室的窗户曾经属于伊伦·科恩教授,现在是名誉教授,在她离开的这段时间里,窗外的景色并没有太大变化。然而,在公司内部,凭借她开发的新型、先进的高通量设备和独特的技术,Merbl博士将进入蛋白质研究的未知领域。

“蛋白质是模板,”她说。尽管我们倾向于把它们想象成‘最终产品’,但事实上,它们在离开‘工厂’后还会经历各种各样的额外变化。”如果没有这些变化,大多数蛋白质将无法发挥作用;这给我们的系统增加的复杂性是‘微调’,能够实现高度特异性的反应、细胞稳定性、工作的调节机制等。”

从DNA“指令”制造蛋白质的过程被称为翻译,因此对所得到的蛋白质序列的改变被称为翻译后修饰(PTM)。PTM有各种形状和大小:蛋白质可能被切断,或者蛋白质链可能连接在一起。位可以添加或删除;变化可能是可逆的或不可逆的。目前已经鉴定出大约200种不同类型的PTM。总的来说,蛋白质结构的数量大约是人类基因组中基因数量的1000倍。

免疫学基础知识

Merbl博士在以色列的Givat Shmuel镇长大。在作为空军军官长期服兵役后,她在巴伊兰大学(Bar-Ilan University)完成了计算生物学学士学位。免疫学系的科恩教授做出了与糖尿病相关的重要发现,尽管她的研究方向不同。她说,他是一位“了不起的导师”。

在哈佛大学Marc Kirschner教授实验室的博士后研究中,Merbl博士开始研究PTM步骤,在这个步骤中,小标签被添加到蛋白质上。在20世纪70年代末,以色列科学家教授。以色列理工学院(Technion)的Avram Hershko和Aaron Ciechanover展示了这些被称为泛素的标记,显示了蛋白质的降解,这一发现使他们获得了诺贝尔奖。在那之后的几年里,研究揭示了泛素和泛素样蛋白质实际上在细胞中进行了大量的信号传递活动:大约600种不同的酶被发现参与了这些蛋白质标签的调节。

Merbl博士使用她开发的系统来识别一种名为FAT10的泛素样家族成员的靶点,表明它在细胞分裂中发挥作用。当这种蛋白质被抑制时,癌细胞的细胞分裂就会停止。

在她的新实验室里,Merbl博士将继续研究FAT10,以揭示它在癌症和炎症中所起的作用。她将需要确定超出细胞的影响——例如,对肿瘤微环境或整个生物体的影响。但FAT10可能只是一个开始:她开发的用于分析PTM的方法覆盖了各种蛋白质修饰。这种高通量方法能够同时捕获多种蛋白质的活性及其与执行改变的分子的相互作用;Merbl博士能够控制细胞状况,观察在压力或疾病的情况下发生了哪些变化。

在她正在进行的其他研究中,Merbl将使用PTM分析平台分析组织样本,通过分析约9000种人类蛋白质之间的相互作用来分析泛素的“特征”。

Merbl博士说,由于缺乏分析工具,翻译后修饰领域的进展一直受到阻碍;但是因为它处理的是单个蛋白质在细胞中的作用方式,所以它有可能产生许多临床相关的结果。最终,她说,“我们想要学习如何重塑细胞环境。”

Merbl博士与Einav Laser结婚;她们是一对四岁和一岁双胞胎的母亲。

Yifat Merbl由涨潮基金会资助。Merbl博士现任Leonard and Carol Berall职业发展主席。

https://www.yifatmerbl.com

泛素蛋白分子模型

泛素蛋白分子模型