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科學家首次解析出細胞核骨架(核纖層)的三維分子結構
瀏覽次數:3030 發布日期:2017-03-09

     真核生物中,遺傳物質位于細胞核中。細胞核的外層是由核膜組成的,核膜含有很多核孔,在核膜下方是核纖層(lamina)。核纖層是細長的網絡結構,僅幾納米厚。它讓細胞核保持穩定,并且讓細胞核中的DNA免受外面的影響。現有的研究證明核纖層在染色體組裝,基因激活,以及細胞分裂之前的遺傳物質復制中起著關鍵性的作用。

 

    如今,瑞士蘇黎世大學生物化學系細生物學教授Ohad Medalia的研究團隊首次成功地詳細闡明哺乳動物細胞中的核纖層的分子結構。他們利用低溫電子斷層掃描術研究了小鼠的成纖維細胞。成纖維細胞在零下190度下凍存在液態乙烷中而無需事先接受有害化學物的處理,因而將細胞結構保持在它們的原始狀態。

    文章第一作者Yagmur Turgay在描述這種核骨架的結構: “這種核纖層蛋白網絡結構大約14納米厚,直接位于核膜的核孔復合物下方,由或多或少密集堆積的區域組成。”這種核骨架是由薄薄的具有不同長度的細長結構(即核纖層蛋白絲)組成的。這些核纖層蛋白絲僅3.5納米粗,要比形成位于真核細胞核外面的細胞骨架的那些結構更薄和更加脆弱。

    這些核纖層蛋白絲的構成單元是兩種蛋白---A型和B型核纖層蛋白。核纖層蛋白由一種長柄結構域和一種球狀結構域組成。核纖層蛋白編碼基因中發生的單個突變導致幾種嚴重的疾病,如早衰癥、肌肉萎縮癥、脂肪代謝障礙和神經病變。Ohad Medalia作出結論,“在未來,低溫電子斷層掃描術將能夠讓我們詳細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構上存在的差異。”這種方法允許人們在分子水平上開發新的疾病模型,從而為開發新的治療性干預鋪平道路。

文章原始出處:
Yagmur Turgay, Matthias Eibauer, Anne E. Goldman et al. The molecular architecture of lamins in somatic cells. Nature, Published online 01 March 2017, doi:10.1038/nature21382.

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