MCE應(yīng)用投稿：p環(huán)NTPase RUVBL2是真核生物中保守的時鐘成分
親愛的 MCE 科研伙伴：承蒙數(shù)十萬科學(xué)家信賴，MCE 文獻引用數(shù)量已突破 66,000 篇！本期為您帶來發(fā)表于 Nature 的重磅研究核心解讀：MCE 客戶團隊 (來自北京生命科學(xué)研究所/清華大學(xué)生物科學(xué)交叉研究院) 在探索真核生物晝夜節(jié)律分子機制時，用 MCE 的 RUVBL1/2 復(fù)合體抑制劑 CB-6644 (HY-114429) 作關(guān)鍵工具，揭示了 RUVBL2 作為保守生物鐘核心組分的新機制。若您在實驗中用過 MCE 產(chǎn)品且有使用心得或經(jīng)驗，歡迎文末掃碼聯(lián)系我們分享�？蒲新飞�，MCE 與您同行！
Section.01
客戶投稿
【基本信息】
1.論文標題
英文標題：The P-loop NTPase RUVBL2 is a conserved clock component across eukaryotes中文標題：p 環(huán) NTPase RUVBL2 是真核生物中保守的時鐘成分
2.第一作者：徐占聰、劉艷琴、廖媚妹（通訊作者：張二荃）
3.第一作者單位：北京生命科學(xué)研究所/清華大學(xué)生物醫(yī)學(xué)交叉研究院
4.發(fā)表時間：2025 年 3 月 26 日
5.最新影響因子 (IF)：48.5
6.文獻引用 MCE 產(chǎn)品：CB-6644 (HY-114429), 一種選擇性的 RUVBL1/2 復(fù)合體抑制劑，在本研究中用于抑制 RUVBL1/2 的 ATP 酶活性。
研究背景
晝夜節(jié)律是地球生命適應(yīng)晝夜交替的重要節(jié)律機制，廣泛存在于各類生物體中。它不僅幫助生物預(yù)判并響應(yīng)外界環(huán)境變化，還在維持生理穩(wěn)態(tài)與人體健康中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。一旦晝夜節(jié)律發(fā)生紊亂，就可能引發(fā)睡眠障礙、肥胖、免疫力下降等問題，甚至增加癌癥和精神類疾病的風(fēng)險。然而，關(guān)于生物鐘的分子機制至今仍有許多未解之處。
研究方法
本研究旨在探究真核生物晝夜節(jié)律的核心調(diào)控機制。盡管不同真核生物的生物鐘均采用轉(zhuǎn)錄-翻譯反饋環(huán)路 (TTFL) 這一保守架構(gòu)，但其分子組分卻缺乏同源性。作者團隊發(fā)現(xiàn)，慢速 ATP 酶 RUVBL2 (此前已知其通過參與哺乳動物生物鐘超復(fù)合物來影響節(jié)律相位和振幅) 能夠通過其極其緩慢的 ATP 水解活性調(diào)控晝夜節(jié)律周期，這一特性與藍藻中已充分研究的 KaiC 時鐘蛋白類似。
作者團隊通過篩選 RUVBL2 變異體，鑒定出可導(dǎo)致節(jié)律失常、周期縮短或延長的突變體，并利用腺相關(guān)病毒將突變體遞送至小鼠視交叉上核，觀察其對運動節(jié)律的影響，采用酶活測定分析其 ATP 水解速率；同時應(yīng)用了選擇性的 RUVBL1/2 復(fù)合體抑制劑 CB-6644 (HY-114429) 對各模式物種給藥處理，記錄相應(yīng)的生物鐘周期表型。
實驗結(jié)果
結(jié)果顯示，野生型 RUVBL2 每日僅水解約 13 個 ATP 分子，速率極低；且其在人類、果蠅和真菌粗糙脈孢菌中均與核心時鐘蛋白發(fā)生物理相互作用，突變后在不同物種中均導(dǎo)致一致的節(jié)律表型。
通過用 MCE 提供的 CB-6644 (HY-114429) 處理細胞、果蠅、粗糙脈孢菌、擬南芥，結(jié)果表明 CB-6644 抑制了 RUVBLs 的水解活性，從而導(dǎo)致了各個物種晝夜節(jié)律周期的延長。
作者得出結(jié)論：RUVBL2 是真核生物鐘的共同核心組分，而緩慢的 ATP 酶活性 (最初發(fā)現(xiàn)于藍藻) 是真核生物鐘的共有特征。
圖 1. 用化合物抑制 RUVBL2 的 ATP 酶活性延長了多個物種的晝夜周期[1]。
A. CB-6644 的結(jié)構(gòu)。B. CB-6644 對人 RUVBL1/2 atp 酶活性的抑制作用。C. bmal1 - luc U2OS 細胞的歸一化發(fā)光節(jié)律在 CB-6644 (3 μM) 存在下，周期延長 2 h, n = 3 個生物獨立細胞。D. 左圖：黑腹果蠅周期長度變化的統(tǒng)計分析。右圖：為使用 CB-6644 或?qū)φ仗幚淼暮诟构壍碾p標繪平均動態(tài)圖。n = 24 (DMSO), 22 (10 μM), 21 (25 μM), 23 （50 μM）生物獨立文件。E. 左圖：CB-6644 治療粗神經(jīng)孢子蟲的周期長度統(tǒng)計分析。右圖：CB-6644 處理后粗神經(jīng)孢子蟲的歸一化發(fā)光節(jié)律。N = 4 種生物獨立真菌。F. 左圖：CB-6644 處理擬南芥周期長度的統(tǒng)計分析。右圖：CB-6644、蟲草素和腺苷處理后擬南芥的標準化發(fā)光節(jié)律。n = 3 (100 μM), 4 (DMSO/10/50 μM) 生物獨立植物。采用 ClockLab 分析軟件對黑腹果蠅的運動活動進行分析。采用 LumiCycle 分析法對粗神經(jīng)孢子蟲的周期參數(shù)進行分析。利用 MetaCycle 對擬南芥的周期參數(shù)進行分析。采用 ?ídák 多重比較檢驗進行單因素方差分析 (D, E, F)。所有柱狀圖均顯示平均值 ±s.e.m。
Section.02
研究結(jié)論與創(chuàng)新價值
一、主要發(fā)現(xiàn)
1. RUVBL2 變異體可直接調(diào)控生物鐘周期
篩選出的 RUVBL2 突變體能夠?qū)е律锕?jié)律的失常、周期縮短或延長，這直接證明了 RUVBL2 的功能是生物鐘正常運行所必需的，其活性高低直接決定了周期的長短。
2. RUVBL2 的 ATP 酶活性是其功能核心
通過酶活測定發(fā)現(xiàn)，不同突變體對 ATP 水解速率的影響 (增強或減弱) 與它們在體內(nèi)所導(dǎo)致的表型 (周期縮短或延長) 直接相關(guān)。
3. RUVBL1/2 復(fù)合物抑制劑 CB-6644 能重現(xiàn)遺傳表型
使用選擇性抑制劑 CB-6644 在不同模式物種中均能引起生物鐘周期的改變，這從藥理學(xué)角度獨立驗證了結(jié)論，證明了通過調(diào)控該復(fù)合物活性即可調(diào)控生物節(jié)律。
二、研究創(chuàng)新點
1.首次將 RUVBL1/2 的 ATP 依賴的性質(zhì)與生物鐘調(diào)控直接聯(lián)系起來，跳出了傳統(tǒng)的核心時鐘蛋白的范疇，開辟了一個新的研究方向。
2.結(jié)合了基因突變 (精確功能位點研究）、病毒介導(dǎo)的體內(nèi)基因操作 (定位、功能獲得/缺失) 和小分子抑制劑 (快速、可逆的藥理學(xué)干預(yù)) 三種策略，使得結(jié)論非常堅實、可靠。
3.首次提出 RUVBL1/2 復(fù)合物的 ATP 酶活性是一個潛在的、可用于調(diào)控生物鐘的藥物靶點。
三、研究亮點總結(jié)
本研究的核心發(fā)現(xiàn)是 RUVBL1/2 復(fù)合物的 ATP 酶活性像一個“調(diào)速開關(guān)”，直接控制生物鐘的快慢。通過創(chuàng)新的方法 (篩選突變體、使用病毒遞送和特異性抑制劑) 證明，調(diào)控這個酶的活性可以有效縮短或延長生物節(jié)律周期。這不僅為理解生物鐘如何與細胞能量代謝耦合提供了全新理論視角，更重要的是發(fā)現(xiàn)了一個極具潛力的藥物新靶點，為開發(fā)治療睡眠障礙、時差綜合癥等節(jié)律相關(guān)疾病的全新療法奠定了堅實基礎(chǔ)。
大咖實驗錦囊Tips
Section.03
小結(jié)
再次恭喜我們的客戶成功發(fā)刊！如果您也有使用 MCE 產(chǎn)品的經(jīng)驗心得，歡迎文末掃碼私信，投稿分享，獎勵多多，積分豐厚~
[1] Liao, Meimei et al. The P-loop NTPase RUVBL2 is a conserved clock component across eukaryotes. Nature vol. 642,8066 (2025): 165-173.
Section.01
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【基本信息】
1.論文標題
英文標題：The P-loop NTPase RUVBL2 is a conserved clock component across eukaryotes中文標題：p 環(huán) NTPase RUVBL2 是真核生物中保守的時鐘成分
2.第一作者：徐占聰、劉艷琴、廖媚妹（通訊作者：張二荃）
3.第一作者單位：北京生命科學(xué)研究所/清華大學(xué)生物醫(yī)學(xué)交叉研究院
4.發(fā)表時間：2025 年 3 月 26 日
5.最新影響因子 (IF)：48.5
6.文獻引用 MCE 產(chǎn)品：CB-6644 (HY-114429), 一種選擇性的 RUVBL1/2 復(fù)合體抑制劑，在本研究中用于抑制 RUVBL1/2 的 ATP 酶活性。
研究背景
晝夜節(jié)律是地球生命適應(yīng)晝夜交替的重要節(jié)律機制，廣泛存在于各類生物體中。它不僅幫助生物預(yù)判并響應(yīng)外界環(huán)境變化，還在維持生理穩(wěn)態(tài)與人體健康中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。一旦晝夜節(jié)律發(fā)生紊亂，就可能引發(fā)睡眠障礙、肥胖、免疫力下降等問題，甚至增加癌癥和精神類疾病的風(fēng)險。然而，關(guān)于生物鐘的分子機制至今仍有許多未解之處。
研究方法
本研究旨在探究真核生物晝夜節(jié)律的核心調(diào)控機制。盡管不同真核生物的生物鐘均采用轉(zhuǎn)錄-翻譯反饋環(huán)路 (TTFL) 這一保守架構(gòu)，但其分子組分卻缺乏同源性。作者團隊發(fā)現(xiàn)，慢速 ATP 酶 RUVBL2 (此前已知其通過參與哺乳動物生物鐘超復(fù)合物來影響節(jié)律相位和振幅) 能夠通過其極其緩慢的 ATP 水解活性調(diào)控晝夜節(jié)律周期，這一特性與藍藻中已充分研究的 KaiC 時鐘蛋白類似。
作者團隊通過篩選 RUVBL2 變異體，鑒定出可導(dǎo)致節(jié)律失常、周期縮短或延長的突變體，并利用腺相關(guān)病毒將突變體遞送至小鼠視交叉上核，觀察其對運動節(jié)律的影響，采用酶活測定分析其 ATP 水解速率；同時應(yīng)用了選擇性的 RUVBL1/2 復(fù)合體抑制劑 CB-6644 (HY-114429) 對各模式物種給藥處理，記錄相應(yīng)的生物鐘周期表型。
實驗結(jié)果
結(jié)果顯示，野生型 RUVBL2 每日僅水解約 13 個 ATP 分子，速率極低；且其在人類、果蠅和真菌粗糙脈孢菌中均與核心時鐘蛋白發(fā)生物理相互作用，突變后在不同物種中均導(dǎo)致一致的節(jié)律表型。
通過用 MCE 提供的 CB-6644 (HY-114429) 處理細胞、果蠅、粗糙脈孢菌、擬南芥，結(jié)果表明 CB-6644 抑制了 RUVBLs 的水解活性，從而導(dǎo)致了各個物種晝夜節(jié)律周期的延長。
作者得出結(jié)論：RUVBL2 是真核生物鐘的共同核心組分，而緩慢的 ATP 酶活性 (最初發(fā)現(xiàn)于藍藻) 是真核生物鐘的共有特征。
圖 1. 用化合物抑制 RUVBL2 的 ATP 酶活性延長了多個物種的晝夜周期[1]。 A. CB-6644 的結(jié)構(gòu)。B. CB-6644 對人 RUVBL1/2 atp 酶活性的抑制作用。C. bmal1 - luc U2OS 細胞的歸一化發(fā)光節(jié)律在 CB-6644 (3 μM) 存在下，周期延長 2 h, n = 3 個生物獨立細胞。D. 左圖：黑腹果蠅周期長度變化的統(tǒng)計分析。右圖：為使用 CB-6644 或?qū)φ仗幚淼暮诟构壍碾p標繪平均動態(tài)圖。n = 24 (DMSO), 22 (10 μM), 21 (25 μM), 23 （50 μM）生物獨立文件。E. 左圖：CB-6644 治療粗神經(jīng)孢子蟲的周期長度統(tǒng)計分析。右圖：CB-6644 處理后粗神經(jīng)孢子蟲的歸一化發(fā)光節(jié)律。N = 4 種生物獨立真菌。F. 左圖：CB-6644 處理擬南芥周期長度的統(tǒng)計分析。右圖：CB-6644、蟲草素和腺苷處理后擬南芥的標準化發(fā)光節(jié)律。n = 3 (100 μM), 4 (DMSO/10/50 μM) 生物獨立植物。采用 ClockLab 分析軟件對黑腹果蠅的運動活動進行分析。采用 LumiCycle 分析法對粗神經(jīng)孢子蟲的周期參數(shù)進行分析。利用 MetaCycle 對擬南芥的周期參數(shù)進行分析。采用 ?ídák 多重比較檢驗進行單因素方差分析 (D, E, F)。所有柱狀圖均顯示平均值 ±s.e.m。
Section.02
研究結(jié)論與創(chuàng)新價值
一、主要發(fā)現(xiàn)
1. RUVBL2 變異體可直接調(diào)控生物鐘周期
篩選出的 RUVBL2 突變體能夠?qū)е律锕?jié)律的失常、周期縮短或延長，這直接證明了 RUVBL2 的功能是生物鐘正常運行所必需的，其活性高低直接決定了周期的長短。
2. RUVBL2 的 ATP 酶活性是其功能核心
通過酶活測定發(fā)現(xiàn)，不同突變體對 ATP 水解速率的影響 (增強或減弱) 與它們在體內(nèi)所導(dǎo)致的表型 (周期縮短或延長) 直接相關(guān)。
3. RUVBL1/2 復(fù)合物抑制劑 CB-6644 能重現(xiàn)遺傳表型
使用選擇性抑制劑 CB-6644 在不同模式物種中均能引起生物鐘周期的改變，這從藥理學(xué)角度獨立驗證了結(jié)論，證明了通過調(diào)控該復(fù)合物活性即可調(diào)控生物節(jié)律。
二、研究創(chuàng)新點
1.首次將 RUVBL1/2 的 ATP 依賴的性質(zhì)與生物鐘調(diào)控直接聯(lián)系起來，跳出了傳統(tǒng)的核心時鐘蛋白的范疇，開辟了一個新的研究方向。
2.結(jié)合了基因突變 (精確功能位點研究）、病毒介導(dǎo)的體內(nèi)基因操作 (定位、功能獲得/缺失) 和小分子抑制劑 (快速、可逆的藥理學(xué)干預(yù)) 三種策略，使得結(jié)論非常堅實、可靠。
3.首次提出 RUVBL1/2 復(fù)合物的 ATP 酶活性是一個潛在的、可用于調(diào)控生物鐘的藥物靶點。
三、研究亮點總結(jié)
本研究的核心發(fā)現(xiàn)是 RUVBL1/2 復(fù)合物的 ATP 酶活性像一個“調(diào)速開關(guān)”，直接控制生物鐘的快慢。通過創(chuàng)新的方法 (篩選突變體、使用病毒遞送和特異性抑制劑) 證明，調(diào)控這個酶的活性可以有效縮短或延長生物節(jié)律周期。這不僅為理解生物鐘如何與細胞能量代謝耦合提供了全新理論視角，更重要的是發(fā)現(xiàn)了一個極具潛力的藥物新靶點，為開發(fā)治療睡眠障礙、時差綜合癥等節(jié)律相關(guān)疾病的全新療法奠定了堅實基礎(chǔ)。
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- DMSO 中的溶解度 : 100 mg/mL 需超聲助溶;
- 注意：吸濕的DMSO對產(chǎn)品的溶解度有顯著影響，請使用新開封的 DMSO。
購?fù)�，享福�?/strong>
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[1] Liao, Meimei et al. The P-loop NTPase RUVBL2 is a conserved clock component across eukaryotes. Nature vol. 642,8066 (2025): 165-173.
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