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Nature | AI怎样发现蛋白:新工具正在打开新空间

Nature | AI怎样发现蛋白:新工具正在打开新空间
在肿瘤微环境中,癌细胞并非孤立作战。它们通过细胞间连接共享资源、传递信号,在缺氧缺营养的恶劣条件下“抱团求生”。但长期以来,科学家对这种细胞间“交流”的分子机制知之甚少。
2026年9月30日,美国迈阿密大学米勒医学院西尔维斯特综合癌症中心团队在Nature 发表题为TM184C is a GPCR-like regulator of intercellular exchange and autophagy的研究,借助AI模型发现了一个新蛋白TM184C,并揭示了它在细胞间连接、物质交换和自噬中的核心作用。

用“形状”而非“序列”寻找蛋白质

过去几十年,科学家研究蛋白质主要依赖氨基酸序列的相似性。但许多蛋白质的功能隐藏在序列相似性之外,形成了所谓的“暗蛋白质组”。

这次,研究团队转向了三维结构。他们利用AlphaFold2模型,比对了超过2.14亿种蛋白质的预测形状,在G蛋白偶联受体(GPCR)家族中发现了两个此前未被识别的“超暗”七次跨膜蛋白家族——TM184和PRRT。

其中,TM184C格外引人注目。它表达广泛、进化保守,定位于高度动态的细胞内囊泡,而非细胞膜。

双重角色:建桥与回收

研究发现,TM184C承担着两个关键功能。
1、促进细胞间连接形成。 TM184C所在的囊泡沿微管移动,在细胞突起中积累,促进隧道纳米管样和肿瘤微管样细胞间连接的形成。这些“桥梁”结构允许细胞之间共享细胞器,通过依赖TM184C C端尾部和arrestin code基序的过程实现。
2、调控自噬。 TM184C通过限制LC3B脂化和自噬体积累来调控自噬。当TM184C减少时,自噬标志物增加,提示它参与调节这一过程。

 TM184C功能高度保守

研究团队还验证了TM184C的进化保守性。他们发现了一种与人类TM184C相似的酵母蛋白Hfl1。去除Hfl1后,酵母细胞出现异常,而加入人类TM184C后,这些异常竟得到修复。这意味着,这一重要功能历经约十亿年进化仍被保留。
研究团队指出,TM184C参与的细胞间交流机制,可能与肿瘤细胞的生存策略密切相关。肿瘤细胞常在缺氧、缺营养的环境中生长。细胞间“交流”使肿瘤细胞能够共享资源、获得邻近细胞支援,从而在不利条件下存活,这一机制可能助推疾病进展。
这项研究不仅开辟了通过AI结构预测挖掘暗蛋白质组的新路径,也为理解肿瘤细胞如何在恶劣环境中“抱团求生”提供了新的分子靶点。

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