cGAS的共振识别模型分析:保守的频谱频率与裸鼹鼠的差异性相位特征

由 root 提交于 周三, 11/04/2026 - 16:47
摘要

背景:环状 GMP-AMP 合成酶(cGAS)是一种胞质 DNA 传感器,也具有非经典的核内功能,包括在人类中抑制同源重组(HR)。而在裸鼹鼠(NMR)中,cGAS 通过依赖 FANCI-RAD50 的机制促进 HR;这种功能反转被认为归因于 C 端的四个氨基酸替换。目前尚不清楚这种功能分化是否反映在由一级序列推导的频谱特征中。方法:我们对来自 14 种哺乳动物的 cGAS 序列和来自 8 个物种的 FANCI 序列应用共振识别模型(RRM)。利用 EIIP 值将序列转换为数值序列,并通过离散傅里叶变换进行分析;通过逐点相乘各个功率谱生成共识谱。计算 cGAS 与 FANCI 在目标频率处的相位差,并分析主导共有频率处的频谱振幅与体重、寿命及寿命体重比之间的相关性。依据 Cosic 公式({lambda} = 201/f_RRM),将 RRM 频率转换为电磁波长。结果:cGAS 共识谱包含四个显著峰(f = 0.0392、0.0765、0.2539、0.4229),其中 0.2539 为主峰。FANCI 的三个峰(0.04138、0.2479、0.4332)与 cGAS 的峰接近;cGAS 与 FANCI 的联合共识谱保留了 0.2539 和 0.04077 处的峰。f = 0.2539 处的频谱振幅与体重相关(r = 0.647,p < 0.05),也与寿命体重比相关(r = -0.677,p < 0.01);NMR 的振幅最低。人类 cGAS-FANCI 的相位差为 3.1297 rad,与反相仅相差 0.0118 rad,符合 RRM 相互作用判据;NMR 的 cGAS-FANCI 配对相位差为 1.7319 rad,约为 {pi}/2,不符合该判据。判据。将主导频率换算后,预测波长为 792 nm(378.5 THz),处于近红外范围。该预测可在透明的脊椎动物模型中检验:斑马鱼能够响应近红外光,且据报道,γ 射线致死剂量照射前的红光预处理可提高斑马鱼胚胎的存活率。结论:RRM 在 cGAS 中识别出保守的光谱特征,这些特征与 cGAS-FANCI 关系相一致;主导频率处的振幅则随生活史性状而变化。相位分析不支持 NMR cGAS-FANCI 存在直接相互作用特征;这一阴性结果与染色质介导机制相符。跨物种相位比较提示,NMR FANCI 也可能参与这种独特的相互作用模式,而非仅由 NMR cGAS 参与。预测的 792 nm 波长提供了一个明确且易于实验检验的参数,可用于检验 RRM 得出的频率是否能够调节透明脊椎动物模型的辐射抗性。这些结果仅用于提出假说,仍需实验验证。

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Jose Luis

Hernandez-Caceres

,

Mayrim

Vega-Hernandez

,

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Jorge

Iglesias Fuster

,

Anna

Dorohova

,

Ivan

Padron-Diaz

doi:

https://doi.org/10.64898/2026.10.30.762874

Jose Luis Hernandez-Caceres

1

1 古巴神经科学中心,哈瓦那,古巴;俄罗斯联邦莫斯科州杜布纳,联合核子研究所辐射生物学实验室;

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2

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Jorge Iglesias Fuster

3

古巴神经科学中心;

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Anna Dorohova

4

生物活性物质系,库班国立大学,俄罗斯克拉斯诺达尔 350040;俄罗斯科学院南方科学中心活体系统稳定同位素扩散问题实验室,俄罗斯顿河畔罗斯托夫 344006;

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Ivan Padron-Diaz

5

俄罗斯联邦莫斯科州杜布纳,联合核子研究所辐射生物学实验室

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摘要

背景:环鸟苷酸-腺苷酸合成酶(cGAS)是一种胞质 DNA 感受器,在细胞核中还具有非经典功能,包括抑制人类同源重组(HR)。而在裸鼹鼠(NMR)中,cGAS 通过依赖 FANCI-RAD50 的机制促进 HR。这种功能反转被认为与其 C 端的四个氨基酸替换有关。这种功能分化是否反映在由一级序列推导出的光谱特征中,目前尚不清楚。

方法:我们对 14 种哺乳动物的 cGAS 序列和 8 个物种的 FANCI 序列应用共振识别模型(RRM)。利用 EIIP 值将序列转换为数值序列,并通过离散傅里叶变换进行分析;对各个功率谱逐点相乘,生成共识光谱。计算 cGAS 与 FANCI 在感兴趣频率处的相位差。对主导共有频率处的光谱振幅与体重、寿命以及寿命与体重之比进行相关性分析。根据 Cosic 公式(λ = 201/f_RRM),将 RRM 频率转换为电磁波长。

结果:cGAS 共识光谱包含四个显著峰值(f = 0.0392、0.0765、0.2539、0.4229),其中 0.2539 为主峰。FANCI 的三个峰值(0.04138、0.2479、0.4332)与 cGAS 的峰值接近;cGAS 与 FANCI 的联合共识光谱保留了 0.2539 和 0.04077 处的峰值。f = 0.2539 处的光谱振幅与体重呈正相关(r = 0.647,p < 0.05),与寿命和体重之比呈负相关(r = −0.677,p < 0.01);裸鼹鼠的振幅最低。人类 cGAS-FANCI 的相位差为 3.1297 rad,与反相状态相差 0.0118 rad,

满足 RRM 相互作用判据;NMR cGAS-FANCI 配对的结果为 1.7319 rad,约为 π/2,不满足该判据。将主导频率换算后,得到预测波长为 792 nm(378.5 THz),处于近红外范围。该预测可在透明的脊椎动物模型中进行检验:斑马鱼会对近红外光产生响应,且已有研究报道,致死剂量伽马辐照前进行红光预处理可提高斑马鱼胚胎的存活率。

结论:RRM 在 cGAS 中识别出保守的频谱特征,与 cGAS-FANCI 关系相符;主导频率处的振幅则随生活史特征而变化。相位分析不支持 NMR cGAS-FANCI 存在直接相互作用特征,这一阴性结果与染色质介导的机制相一致。跨物种相位比较表明,可能参与这种独特相互作用模式的不只是 NMR cGAS,NMR FANCI 也可能发挥作用。预测的 792 nm 波长提供了一个明确且可通过实验检验的参数,可用于评估 RRM 推导的频率能否调节透明脊椎动物模型的辐射抗性。这些结果旨在提出假设,仍需实验验证。

利益冲突声明

作者声明不存在利益冲突。

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Jose Luis Hernandez-Caceres、Mayrim Vega-Hernandez、Jorge Iglesias Fuster、Anna Dorohova、Ivan Padron-Diaz

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2026.10.30.762874;

doi:https://doi.org/10.64898/2026.10.30.762874

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Jose Luis Hernandez-Caceres、Mayrim Vega-Hernandez、Jorge Iglesias Fuster、Anna Dorohova、Ivan Padron-Diaz

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2026.10.30.762874;

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关键词:环状GMP-AMP合成酶 · 共振识别模型 · 蛋白质序列频谱分析 · 同源重组 · 裸鼹鼠 · 蛋白质相互作用预测

原文链接:https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.10.30.762874v1?rss=1