科學(xué)家將門戶映射到細(xì)胞的細(xì)胞核！
微生物查詢網(wǎng) / 2019-04-25 14:56:05
中國微生物菌種查詢網(wǎng) 像島國一樣，細(xì)胞核具有運輸問題。進(jìn)化已經(jīng)用一個雙層膜封閉了它，即核膜，它可以保護(hù)DNA，但也可以將其從細(xì)胞的其他部分切除。大自然的解決方案是一種大規(guī)模的分子標(biāo)準(zhǔn) - 圓柱形配置，稱為核孔復(fù)合體，進(jìn)口和出口通過該孔隙復(fù)合體連接大部分電池與其總部。
在3月14日“自然”雜志的研究中，洛克菲勒大學(xué)的科學(xué)家和他們的同事描述了酵母細(xì)胞中核孔復(fù)合物的結(jié)構(gòu)。他們發(fā)現(xiàn)的生物藍(lán)圖分享了有時在混凝土，鋼鐵和鋼絲中大規(guī)模出現(xiàn)的原則。
“它讓我們想起了一座懸索橋，其中堅固和靈活的部件組合產(chǎn)生了一種抗壓彈性結(jié)構(gòu)，”Michael P. Rout說道，他與Brian T. Chait一起領(lǐng)導(dǎo)了這項工作。
孔復(fù)合物含有552種成分蛋白，稱為核孔蛋白，科學(xué)家以前從未知道它們是如何組合在一起的。它采用了多種方法來組合這些部分的綜合地圖。研究人員希望這種新的分子結(jié)構(gòu)能夠?qū)碎T戶如何正常運作以及它中的缺陷如何導(dǎo)致癌癥等疾病進(jìn)行新的研究。
里程碑
當(dāng)單細(xì)胞生物 - 當(dāng)時獲得的特殊區(qū)域中含有器官樣結(jié)構(gòu)的唯一生物時，孔隙復(fù)合體首先出現(xiàn)，包括細(xì)胞核，其中包含細(xì)胞的遺傳密碼。
它不僅可以作為進(jìn)出細(xì)胞核的通道，還可以作為調(diào)節(jié)進(jìn)出的通道的檢查點。例如，允許轉(zhuǎn)錄成RNA的遺傳指令退出，而細(xì)胞核內(nèi)所需的蛋白質(zhì)可以進(jìn)入。其他一些東西，例如彎曲接管細(xì)胞的病毒，都被阻止了。
Rout和Chait在20多年前開始繪制這個古老的結(jié)構(gòu)，因為他們知道這個項目可能會持續(xù)數(shù)十年，因為他們的好奇心的目標(biāo)并不容易定義。
超過三分之一的孔隙復(fù)合體可以移動，這種靈活性，以及結(jié)構(gòu)的巨大尺寸和通過它的恒定交通流，意味著沒有一種方法可以映射它。“最后，我們使用了我們可以放下的所有東西，將結(jié)果整合在一起，并將它們整合到一個單一的結(jié)構(gòu)中，”Chait說道，他是洛克菲勒的Camille和Henry Dreyfus教授。
與加州大學(xué)舊金山分校的研究人員一起;波士頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院;該團(tuán)隊能夠確定每種核孔蛋白的類型和數(shù)量以及它們彼此的接近程度，以及整個復(fù)合體的重量和形狀。
該數(shù)據(jù)使他們能夠可視化許多單個孔組分的解剖結(jié)構(gòu)并將它們?nèi)糠胖迷诳讖?fù)合物中。他們發(fā)現(xiàn)了一個復(fù)雜的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，包括剛性的對角柱和柔性連接器，可以喚起像金門大橋這樣的人造結(jié)構(gòu)的塔和電纜。
由此產(chǎn)生的地圖是洛克菲勒歷史悠久的調(diào)查線上的突破。20世紀(jì)50年代，當(dāng)大學(xué)科學(xué)家邁克爾沃森(Michael Watson)觀察到核密封面上的小密度時，孔隙復(fù)合體首次進(jìn)入了人類的視野。大約二十年后，上個月去世的GünterBlobel實驗室是第一批發(fā)現(xiàn)個體nups然后確定其結(jié)構(gòu)的實驗室。
一個新的起點
當(dāng)涉及到孔隙復(fù)合物時，酵母與我們有相當(dāng)大的共同之處。當(dāng)團(tuán)隊將他們的數(shù)據(jù)與人類孔隙復(fù)合物的結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)進(jìn)行比較時，他們發(fā)現(xiàn)類似的元素排列有所不同。相似之處表明酵母孔復(fù)合物可用于與人類相關(guān)的研究。
還有很多這樣的研究要做?？紫稄?fù)合體及其成分的缺陷與許多疾病有關(guān)，包括自身免疫性疾病和癌癥;與此同時，病毒已經(jīng)發(fā)展成為完全偷偷摸摸的方式。但這些故障和盲點的細(xì)節(jié)往往模糊不清。
新的酵母結(jié)構(gòu)可能會有所幫助。有了它，研究小組發(fā)現(xiàn)他們可以繪制某些癌癥中被改變的位點 - 他們說，證據(jù)表明，酵母孔復(fù)合物可用于測試壓力，藥物或突變等因素如何改變?nèi)梭w結(jié)構(gòu)，從而有助于努力了解和治療疾病。