高分辩原子力显微镜提醒细胞逝世调控因子-1（RCD-1）的成孔和诱导细胞膜鼓包机制 发展

  真菌同种异体辨认是一种要害的生物学机制，能防备细胞质混合、抵挡真菌寄生，并经过诱导细胞溶解性逝世保持种群健康和生态平衡。在不同菌株中编码两种同源蛋白，即RCD-1-1和RCD-1-2。当不同菌株产生细胞融合时，这两种蛋白介导同种异体辨认并触发细胞逝世。虽然RCD-1蛋白与哺乳动物Gasdermin（GSDM）宗族的膜打孔结构域具有类似的结构特征，但其均缺少自按捺功用的结构元件。因而，RCD-1蛋白怎么诱导细胞溶解性逝世，是否经过类似于GSDM的膜打孔机制发挥作用，以及其详细分子机制，仍是亟待解决的科学问题。

  中国科学院物理研讨所/北京凝聚态物理国家研讨中心软物质物理试验室焦放特聘研讨员（SM6组）致力于开发和使用新式多功用高速原子力显微镜（HS-AFM, 水平分辩率~１nm，笔直分辩率~0.1nm，成像速度达20帧/秒）技能，研讨生物大分子（如MACPF/CDC成孔蛋白、焦亡蛋白、多肽、骨架蛋白及光合蛋白复合物等）在准生理环境中的高分辩结构、动态行为、自拼装及相互作用机制。

  近期，该团队使用原子力显微镜剖析了RCD-1孔的高分辩结构，提醒了RCD-1-1与RCD-1-2有必要构成异质二聚体才干被激活，进而在细胞膜标明产生孔状结构。此外，研讨初次发现RCD-1不只仅能够构成孔道，还可在特定条件下诱导细胞膜产生鼓包形变，这一现象在GSDM宗族蛋白中尚属初次报导。经过规划一系列不同组分的人工磷脂膜试验，研讨进一步证明RCD-1诱导的细胞膜鼓包现象与膜组分及其曲折模量严密相关。综上所述，该研讨不只提醒了RCD-1蛋白的两层功用—膜打孔与膜曲折调控，还提示这一机制可能在GSDM宗族蛋白中具有普遍性，为了解真菌同种异体辨认及细胞逝世机制供给了新的视角。

  图：(a) RCD-1孔的高分辩结构。(b) RCD-1诱导磷脂膜鼓包结构的高分辩成像。

  相关研讨工作以“Mechanisms of RCD-1 pore formation and membrane bending”为题宣布在Nature Communications [Nat Commun16, 1011 (2025)]上，中国科学院物理研讨所博士后任克礼为榜首作者，焦放特聘研讨员为通讯作者，协作团队还包含中国科学院生物物理研讨所丁璟珒研讨员、中国科学院物理研讨所叶方富研讨员等。此项研讨受到了国家自然科学基金委和中国科学院的赞助支撑。