(A和B)是将HD1(A)和HD2(B)的a3螺旋插入DNA主槽中的视图，侧链形成碱基特异性接触，周围的一些残基用棍状表示。

明尼苏达大学科学家的新研究揭示了DUX4蛋白的三维结构，DUX4蛋白是面肩肱型肌营养不良症（FSHD）的关键基因。与大多数遗传病不同，FSHD不是由缺失或功能不正常的蛋白质引起的。相反，当一种功能正常的蛋白质出现在一个不属于它的地方(在肌肉中)时，它就会导致FSHD疾病。

Michael Kyba博士{左}明尼苏达大学医学院教授，Lillehei Endowed Scholar

Hideki Aihara博士{右}明尼苏达大学生物化学，分子生物学和生物物理学

在“与DNA复合的DUX4的双同源域的晶体结构”一文中，发表于最新一期的Cell Reports杂志上，研究人员来自美国明尼苏达大学 Michael Kyba博士，Hideki Aihara博士。将与DNA结合的DUX4蛋白结晶，置于强x射线照射下，并利用干涉图确定蛋白质的三维分子结构。

Kyba博士解释说：“在许多疾病中，我们通过了解这种结构信息，可以帮助研究人员更好的找到治疗这些疾病的药物，加速治疗药物开发。因此这项研究是治疗FSHD疾病非常重要的一步。”

研究DUX4结构信息还揭示了人类与其他哺乳动物区别的重要细节。Aihara博士解释说 “虽然所有的哺乳动物都有一种相当于DUX4的蛋白质，但人类蛋白质的表现与小鼠的蛋白质表现略有不同。” “我们的结构显示单个氨基酸差异是这种改变表现的原因。此外，只有灵长类动物才具有这种氨基酸，这意味着DUX4蛋白与DNA在人类，猿和猴中的相互作用与所有其他哺乳动物的相互作用略有不同。

通过与DNA相互作用，DUX4蛋白可以打开或关闭其他基因，从而导致细胞功能的改变。了解DUX4如何与DNA相互作用，使研究人员能够对其调节的基因及其如何导致肌肉损伤进行预测，帮助制定治疗策略。

在遗传性疾病中，FSHD是较常见的疾病之一。FSHD影响全世界近100万人，目前全世界范围内没有治疗方法。Kyba博士说： “虽然我们多年来已经知道DUX4导致FSHD疾病，但我们还没有很好地解释它是如何损害肌肉， 第一次看到这种蛋白质与DNA结合时的实际情况，并知道这是造成如此多患病患者的原因，这既引人注目，又令人深思。”

该研究由美国FSH研究之友和美国国家普通医学研究所（NIGMS）和国家关节炎和肌肉骨骼及皮肤病研究所（NIAMS）资助。

参考资料：

Lee JK, Bosnakovski D, Toso EA, Dinh T, Banerjee S, Bohl TE, Shi K, Orellana K, Kyba M, Aihara H.Crystal Structure of the Double Homeodomain of DUX4 in Complex with DNA. Cell Rep. 2018 Dec 11;25(11):2955-2962.e3. doi: 10.1016/j.celrep.2018.11.060.