发现细胞自行车快递员正在传播疾病
我们细胞中以前未知的,能像繁忙的自行车快递员一样传递蛋白质的成分,可能会阐明允许细胞在诸如癌症等疾病中传播的机制。
由沃里克大学的科学家发现的新囊泡,是二十年来首次被发现的,是已知最小的囊泡。该发现在今天(10月31日)发表在《细胞生物学杂志》上的一篇论文中得到了详细说明,并得到了医学研究理事会的资助。
人体中有许多不同的细胞类型,具有不同的工作,这些细胞类型受其表面蛋白质类型的影响。这些受膜运输的控制,一旦产生蛋白质,膜运输将蛋白质运输到表面,然后将其带走并在不再需要它们时将其降解。
囊泡是膜运输的一部分,在细胞内部履行了许多不同但受到严格控制的功能,例如引入货物,四处移动以及运送新货物。但是牢房内部异常繁忙和拥挤,很难在牢房内运输任何东西。小囊泡更适合于快速运送蛋白质货物,就像自行车快递员通过轻松地穿梭于交通中来更快地移动一样。
由沃里克医学院的科学家发现的名为“细胞内自行车囊”的细胞内纳米囊泡(INV)大约30纳米,您可以在一毫米内排列三万多个。以前,发现的最小的囊泡是在神经元中发现的突触囊泡,其宽度约为40纳米,尽管在人体的典型细胞中,囊泡往往接近80纳米。
史蒂芬·罗伊尔(Stephen Royle)教授说:“在野外,我们认为我们已经鉴定出了细胞中发现的所有囊泡类型。事实证明还有另一种,而被遗漏的原因是因为它们非常非常小。
“这些囊泡从未见过,很多人都集中在其他囊泡上,例如细胞中的长小管。但是我们知道,当蛋白质到达细胞表面时,它们并没有在大管中传递,而是小得多。我们认为就是这些INV。”
科学家在试图将蛋白捕获到活细胞内时,只是偶然发现了小信使。通常,这种实验可使科学家捕获目标蛋白质和任何粘附在其上的蛋白质。当他们捕获一种称为TPD54的蛋白质而不是其他蛋白质时,他们便将INV捕捞出去。
由于它们的体积非常小,因此该团队不得不使用电子显微镜和Warwick开放源显微镜,这是由Warwick大学制造的超分辨率光学显微镜-即便如此,INV仍在他们可以看到的极限范围内。这样的规模。
找到囊泡后,研究小组需要确保INV在细胞内有用。特别是,INV需要随身携带货物,因为这是膜运输小泡的主要功能。但是,INV还需要配备允许其行驶,寻找目的地并与细胞膜融合的机械。
Gabrielle Larocque博士说:“我们筛选了称为Rabs的蛋白质家族的INV,其中人类细胞中存在60多种蛋白质。我们发现这些囊泡上装有许多不同的Rab蛋白,每个Rab都表明了不同的通过捕获囊泡,我们可以看到这些不同的Rab,并且我们知道它们正在往返所有这些不同的地方。”
该小组在对TDP54蛋白质的研究中发现了该蛋白质,TDP54是我们细胞中发现的最丰富的蛋白质之一,但过去很少进行研究。它是在癌症中过度表达的蛋白质家族之一。由于细胞膜中的蛋白质参与其迁移能力,因此研究小组正在研究TPD是否参与癌症肿瘤扩散到新部位的过程。
这一发现对生物技术产业也将是有用的,该产业还在细胞中制造蛋白质。Royle教授补充说:“这些囊泡参与蛋白质的运输,因此,例如,如果您要以工业规模生产抗体,那么这些抗体将通过这些囊泡分泌出来。对此过程的更好理解可以提高生产效率。”