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研究人员实时监测核孔复合物中的蛋白质

导读 在人类细胞中,核被称为核孔复合物(NPC)的结构包围。它充当守门人,控制分子在核与周围细胞质(细胞内部的含蛋白质溶液)之间的运输。NPC由称...

在人类细胞中,核被称为核孔复合物(NPC)的结构包围。它充当“守门人”,控制分子在核与周围细胞质(细胞内部的含蛋白质溶液)之间的运输。NPC由称为核孔蛋白的蛋白质组成;其中一些,即所谓的FG-NUPs,属于内在无序蛋白(IDP)类别,能够形成液-液相分离(LLPS),缺乏明确的三级结构(即特定的3D形状)。尽管人们对FG-NUP知之甚多,但对它们的结构在时间和空间上如何变化的透彻了解仍然缺失。但是现在,通过应用高速原子力显微镜(HS-AFM),

研究人员使用的HS-AFM技术通常用于对表面成像。使一个小的悬臂在表面上移动。在任何给定时间,悬臂探针所承受的力都可以转换为高度测量值。整个表面的扫描然后产生样品的高度图。通过快速反复扫描表面,可以获得其结构演变的视频。Wong及其同事将HS-AFM应用于FG-NUP,能够测量分子的几个特性,包括FG-NUP细丝(线状突出结构)的延伸速度,弯曲角度以及它们如何形成结。

科学家研究了正常结肠细胞,大肠癌细胞和类器官中的FG-NUP。他们发现前者显示的构象动力学较少。一个特别有趣的结论是,在结肠癌细胞中,所谓的中央栓塞的结构较小,并且不能像正常细胞中那样容易地形成丝状特征,这一发现具有很高的临床意义。

Wong及其同事关于中央栓塞的结果非常重要且及时,因为其形态和功能一直是争论的主题。现在,研究人员提供了强有力的证据,证明中央插头至少部分由FG-NUP组成。

除了证明HS-AFM是能够实时可视化FG-NUP灯丝运动的工具外,科学家工作的另一个含义是“生物可回收的纳米材料(如NPC纳米孔)...具有生物相容性的优势..直接来源于细胞和类器官,而不是其他工程化的纳米材料(例如可能诱发肿瘤和相关病理的碳纳米管),为纳米组织工程开辟了新途径。”

[背景]

核孔复合体

细胞核对任何生物都至关重要。它以与周围细胞质中其他细胞成分分离的方式存储和组织遗传信息(DNA)。核孔复合物(NPC)是包裹在细胞核周围的非常大的蛋白质复合物,是细胞核与细胞质之间分子交换的“守门人”。它让应该到达原子核的物质通过,并阻止不应到达的物质。由于NPC中的孔是由FG-NUPs蛋白质构建的结构,因此可能发生这种通信。FG-NUP没有明确定义的形状;相反,它们在时间和空间上有所不同。金泽大学的Richard Wong及其同事采用高速原子力显微镜技术,现在提供了新的,

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