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科学家将门户映射到细胞的核心

像岛国一样,细胞核具有运输问题。进化已经用一个双层膜封闭了它,即核膜,它可以保护DNA,但也可以将其从细胞的其他部分切除。大自然的解决方案是一种大规模的分子标准 - 圆柱形配置,称为核孔复合体,进口和出口通过该孔隙复合体连接大部分电池与其总部。

在“自然”杂志上描述的研究中,洛克菲勒大学的科学家及其同事已经描述了酵母细胞中核孔复合物的结构。他们发现的生物蓝图分享了有时在混凝土,钢铁和钢丝中大规模出现的原则。

“它让我们想起了一座悬索桥,其中坚固和灵活的部件组合产生了一种抗压弹性结构,”Michael P. Rout说道,他与Brian T. Chait一起领导了这项工作。

孔复合物含有552种成分蛋白,称为核孔蛋白,科学家以前从未知道它们是如何组合在一起的。它采用了多种方法来组合这些部分的综合地图。研究人员希望这种新的分子结构能够对核门户如何正常运作以及它中的缺陷如何导致癌症等疾病进行新的研究。

里程碑

当单细胞生物 - 当时获得的特殊区域包含器官样结构(包括细胞核,其中包含细胞的遗传密码)时,孔隙复合体首次出现。

它不仅可以作为进出细胞核的通道,还可以作为调节进出的通道的检查点。例如,允许转录成RNA的遗传指令退出,而细胞核内所需的蛋白质可以进入。其他一些东西,例如弯曲接管细胞的病毒,都被阻止了。

Rout和Chait在20多年前开始绘制这个古老的结构,因为他们知道这个项目可能会持续数十年,因为他们的好奇心的目标并不容易定义。

超过三分之一的孔隙复合体可以移动,这种灵活性,以及​​结构的巨大尺寸和通过它的恒定交通流,意味着没有一种方法可以映射它。“最后,我们使用了我们可以放下的所有东西,将结果整合在一起,并将它们整合到一个单一的结构中,”Chait说道,他是洛克菲勒的Camille和Henry Dreyfus教授。

与加州大学旧金山分校的研究人员一起;波士顿大学医学院;该团队能够确定每种核孔蛋白的类型和数量以及它们彼此的接近程度,以及整个复合体的重量和形状。

该数据使他们能够可视化许多单个孔组分的解剖结构并将它们全部放置在孔复合物中。他们发现了一个复杂的环状结构,包括刚性的对角柱和柔性连接器,可以唤起像金门大桥这样的人造结构的塔和电缆。

由此产生的地图是洛克菲勒历史悠久的调查线上的突破。20世纪50年代,当一位大学科学家迈克尔沃森(Michael Watson)观察到核密封面上的小密度时,孔隙复合体首次出现在人们的视野中。大约二十年后,上个月去世的GünterBlobel实验室是第一个发现个体nups然后确定其结构的实验室。

一个新的起点

当涉及到孔隙复合物时,酵母与我们有相当大的共同之处。当团队将他们的数据与人类孔隙复合物的结构发现进行比较时,他们发现相似的元素排列有所不同。相似之处表明酵母孔复合物可用于与人类相关的研究。

还有很多这样的研究要做。孔隙复合体及其成分的缺陷与许多疾病有关,包括自身免疫性疾病和癌症;与此同时,病毒已经发展成为完全偷偷摸摸的方式。但这些故障和盲点的细节往往模糊不清。

新的酵母结构可能会有所帮助。有了它,研究小组发现他们可以绘制某些癌症中被改变的位点 - 他们说,证据表明,酵母孔复合物可以用来测试压力,药物或突变等因素如何改变人体结构,从而有助于努力了解和治疗疾病。

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