洛克菲勒大学的科学家在2018年3月14日《自然》上发表的论文描述了酵母细胞中核孔复合体的结构。他们观察到的生物图景与在混凝土、钢铁和电线等较大规模的物体中看到的原则相似。
核孔复合体含有552种核孔蛋白,科学家之前并不知道它们如何结合形成核孔复合物。研究人员希望通过对这种新的分子结构的认识来帮助研究核门户正常功能及功能缺陷如何导致癌症等疾病的机理。
当单细胞生物(当时唯一的生物)获得含有器官样结构(包括含有遗传密码的细胞核)的特殊隔室时,首先出现核孔复合体。它不仅作为通向细胞核的通道,而且还作为调节物质进出的关卡。核孔复合体超过三分之一的部分可以移动,这种灵活性以及该结构庞大的体积和不断有物质进出意味着不可能使用单一的方法来绘制它。
与加州大学旧金山分校、波士顿大学医学院和贝勒医学院的研究人员一起,该团队确定了每种核孔蛋白的类型和数量及其相互之间的接近程度,以及整个复合体的重量和形状。这些数据使他们能够观察多个单核孔组分的解剖结构,并将它们全部置于核孔复合体内。他们发现了一个复杂的环状结构,包含刚性对角柱和柔性连接器。由此绘制的图谱是核孔复合体研究方面的一个突破。
在核孔隙复合体方面,酵母与人类有相当多的相同点。当研究小组将他们的数据与人类核孔复合体的结构比较时,他们发现类似的元素排列稍有不同。相似性表明酵母孔复合体可能对与人有关的研究有用。
还有很多此类研究需要完成。核孔复合体及其组分的缺陷与许多疾病有关,包括自身免疫性疾病和癌症。新发现的酵母结构可以映射在某些癌症中发生改变的位点,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,因此有助于认识和治疗疾病。
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