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      Nature:重磅!首次解析出細(xì)胞核骨架的三維分子結(jié)構(gòu)

      佚名 2024-05-20 08:28:47

      Nature:重磅!首次解析出細(xì)胞核骨架的三維分子結(jié)構(gòu)

      在一項新的研究中

      ,來自瑞士
      、美國和以色列的研究人員利用三維電子顯微技術(shù)首次成功地在分子分辨率上闡明細(xì)胞核的核纖層(lamina)結(jié)構(gòu)
      。這個核骨架(即核纖層)讓高等真核生物中的細(xì)胞核保持穩(wěn)定,并且參與遺傳物質(zhì)組裝
      、激活和復(fù)制
      。肌肉萎縮癥和過早衰老等疾病是由編碼核纖層蛋白(lamin)的基因發(fā)生突變導(dǎo)致的。如今
      ,人們能夠更加高效地研究這些疾病
      。核纖層蛋白是核纖層的主要組分。相關(guān)研究結(jié)果于2017年3月1日在線發(fā)表在Nature期刊上
      ,論文標(biāo)題為“The molecular architecture of lamins in somatic cells”

      與細(xì)菌相比,在真核生物中

      ,遺傳物質(zhì)位于細(xì)胞核中
      。細(xì)胞核的外層是由核膜組成的。核膜含有很多核孔
      。分子通過這些核孔進(jìn)出細(xì)胞核
      。在核膜下方是核纖層。核纖層是細(xì)長的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
      ,僅幾納米厚
      。它讓細(xì)胞核保持穩(wěn)定,并且讓細(xì)胞核中的DNA免受外面的影響
      。再者
      ,核纖層在細(xì)胞核內(nèi)發(fā)生的至關(guān)重要的過程(如染色體組裝,基因激活
      ,以及細(xì)胞分裂之前的遺傳物質(zhì)復(fù)制)中起著關(guān)鍵性的作用

      解析出天然環(huán)境中的核纖層的詳細(xì)三維結(jié)構(gòu)圖

      如今

      ,在瑞士蘇黎世大學(xué)生物化學(xué)系細(xì)胞生物學(xué)教授Ohad Medalia的領(lǐng)導(dǎo)下
      ,一個研究團(tuán)隊首次成功地詳細(xì)闡明哺乳動物細(xì)胞中的核纖層的分子結(jié)構(gòu)。他們利用低溫電子斷層掃描術(shù)研究了小鼠的成纖維細(xì)胞
      。論文第一作者Yagmur Turgay解釋道
      ,“這種技術(shù)將電子顯微術(shù)和斷層掃描術(shù)結(jié)合在一起
      ,能夠在準(zhǔn)自然狀態(tài)下可視化三維觀察細(xì)胞結(jié)構(gòu)?div id="m50uktp" class="box-center"> !边@些細(xì)胞在零下190度下凍存在液態(tài)乙烷中而無需事先接受有害化學(xué)物的處理
      ,因而將細(xì)胞結(jié)構(gòu)保持在它們的原始狀態(tài)。

      Yagmur Turgay在描述這種核骨架的結(jié)構(gòu)時

      ,說道
      ,“這種核纖層蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)大約14納米厚,直接位于核膜的核孔復(fù)合物下方
      ,由或多或少密集堆積的區(qū)域組成
      。”這種核骨架是由薄薄的具有不同長度的細(xì)長結(jié)構(gòu)(即核纖層蛋白絲)組成的
      。這些核纖層蛋白絲僅3.5納米厚
      ,要比形成位于高等生物中的細(xì)胞核外面的細(xì)胞骨架的那些結(jié)構(gòu)更薄和更加脆弱。

      用于研究早衰癥和肌肉萎縮癥的新方法

      這些核纖層蛋白絲的構(gòu)成單元是兩種蛋白---A型和B型核纖層蛋白

      。核纖層蛋白由一種長柄結(jié)構(gòu)和一種球狀結(jié)構(gòu)域組成
      。核纖層蛋白編碼基因中發(fā)生的單個突變導(dǎo)致幾種嚴(yán)重的疾病,如早衰癥
      、肌肉萎縮癥
      、脂肪代謝障礙和神經(jīng)病變。Ohad Medalia作出結(jié)論
      ,“在未來
      ,低溫電子斷層掃描術(shù)將能夠讓我們詳細(xì)地研究健康人和攜帶核纖層蛋白編碼基因突變的患者在核纖層結(jié)構(gòu)上存在的差異?div id="4qifd00" class="flower right">
      !边@種方法允許人們在分子水平上開發(fā)新的疾病模型
      ,從而為開發(fā)新的治療性干預(yù)鋪平道路。

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