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超分辨显微镜揭示了在核膜的内面层蛋白网状的这种结构
科技科学
何云
2017-09-11 11:29:58

 动物王国的所有生物都有一件物件:核膜。它包裹着细胞的基因核心,这层膜与所有附着的蛋白质一起,在生物功能中起着至关重要的作用。但是,尽管它非常重要,但它的详细架构现在仍然没有。

一个医学生物学研究所的科学家们已经构建了一种纳米级的哺乳动物核膜的模型,这种物质的线状蛋白质叫做层状结构。核纤层蛋白不仅为核膜提供支持,还参与了细胞分裂、染色质组织和DNA修复等工作。核纤层蛋白的突变与十几种人类疾病有关,包括肌肉萎缩症、心脏病和早衰症。

由于核外围的蛋白质和DNA分子非常拥挤,因此很难用光学或电子显微镜来确定核纤层蛋白的排列。现在,研究小组使用了超分辨率的显微镜来超越常规显微镜的能力,并记录单片层分子的位置。

科研人员解释了这个过程。“融合 10,000张照片,每个荧光标记的核纤层蛋白似乎都是一个亮点。”随后,科研人员运用数学技术将这些斑点联系起来。结果发现,由不同类型的层合板组成的不规则的长丝网络覆盖了整个核内表面,”科研人员说。“重要的是,a型和b型的核纤层蛋白只与同一类型的其他核纤层蛋白联系在一起,形成独立的网络。”

虽然不同的层蛋白几乎相同,但它们会与稍显不同的蛋白质相互作用,产生不同的功能。例如,a型核纤层蛋白与一种蛋白质结合,这是细胞膜上的孔的一部分。核膜有孔,可以在细胞核和其他细胞之间传递物质。这些通道被称为核孔复合体(NPCs),这看起来就像一个篮球网。紫胶和一种蛋白质的相互作用可能意味着紫胶纤维在核膜中调节NPCs的分布,这一机制可能与早衰症的发展有关。

科员人员说,团队的下一个挑战是更好地理解核纤层蛋白网络的不同功能,并探索它们与其他核部件的相互作用。他们的发现或许可以解释,即使是核心层组织的细微变化,也会导致一系列令人眼花缭乱的人类疾病。

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