細胞自行車快遞員的發(fā)現(xiàn)可能闡明疾病傳播機制
我們細胞中以前未知的,能像繁忙的自行車快遞員一樣傳遞蛋白質的成分,可能會闡明允許細胞在諸如癌癥等疾病中傳播的機制。
由沃里克大學的科學家發(fā)現(xiàn)的新囊泡,是二十年來首次被發(fā)現(xiàn)的,是已知最小的囊泡。該發(fā)現(xiàn)在今天(10月31日)發(fā)表在《細胞生物學雜志》上的一篇論文中得到了詳細說明,并得到了醫(yī)學研究理事會的資助。
人體中有許多不同的細胞類型,具有不同的工作,這些細胞類型受其表面蛋白質類型的影響。這些受膜運輸?shù)目刂?,一旦產(chǎn)生蛋白質,膜運輸將蛋白質運輸?shù)奖砻?,然后將其帶走并在不再需要它們時將其降解。
囊泡是膜運輸?shù)囊徊糠郑诩毎麅?nèi)部履行了許多不同但受到嚴格控制的功能,例如引入貨物,四處移動以及運送新貨物。但是牢房內(nèi)部異常繁忙和擁擠,很難在牢房內(nèi)運輸任何東西。小囊泡更適合于快速運送蛋白質貨物,就像自行車快遞員通過輕松地穿梭于交通中來更快地移動一樣。
沃里克醫(yī)學院的科學家發(fā)現(xiàn)的“細胞自行車快遞員”名為細胞內(nèi)納米囊泡(INV),其寬度約為30納米,您可以在一毫米內(nèi)排列三萬多個。以前,發(fā)現(xiàn)的最小的囊泡是在神經(jīng)元中發(fā)現(xiàn)的突觸囊泡,其寬度約為40納米,盡管在人體的典型細胞中,囊泡往往接近80納米。
史蒂芬·羅伊爾教授說:
在該領域中,我們集體認為已鑒定出細胞中發(fā)現(xiàn)的所有囊泡類型。事實證明還有另外一個,而被遺漏的原因是因為它們非常小。
這些囊泡從未見過,很多人都集中在其他囊泡上,例如細胞中的長小管。但是我們知道,當?shù)鞍踪|到達細胞表面時,它們不會在大管中傳遞,而是小得多。我們認為就是這些INV。”
科學家在試圖將蛋白捕獲到活細胞內(nèi)時,只是偶然發(fā)現(xiàn)了小信使。通常,這種實驗可使科學家捕獲目標蛋白質和任何粘附在其上的蛋白質。當他們捕獲一種稱為TPD54的蛋白質而不是其他蛋白質時,他們便將INV捕撈出去。
由于它們的體積非常小,因此該團隊不得不使用電子顯微鏡和Warwick開放源顯微鏡,這是由Warwick大學制造的超分辨率光學顯微鏡-即便如此,INV仍在他們可以看到的極限范圍內(nèi)。這樣的規(guī)模。
找到囊泡后,研究小組需要確保INV在細胞內(nèi)有用。特別是,INV需要隨身攜帶貨物,因為這是膜運輸小泡的主要功能。但是,INV還需要配備允許其行駛,尋找目的地并與細胞膜融合的機械。
加布里埃爾·拉洛克克博士說:
我們篩選了稱為Rabs的蛋白質家族的INV,其中人類細胞中有60多種。我們發(fā)現(xiàn)這些囊泡上有許多不同的Rab蛋白,每個Rab都指示細胞內(nèi)不同的區(qū)室。通過捕獲囊泡,我們可以看到這些不同的Rab,并且我們知道它們正在往返所有這些不同的地方。”
該小組在對TDP54蛋白質的研究中發(fā)現(xiàn)了該蛋白質,TDP54是我們細胞中發(fā)現(xiàn)的最豐富的蛋白質之一,但過去很少進行研究。它是在癌癥中過度表達的蛋白質家族之一。由于細胞膜中的蛋白質參與其遷移能力,因此研究小組正在研究TPD是否參與癌癥腫瘤擴散到新部位的過程。
這一發(fā)現(xiàn)對生物技術產(chǎn)業(yè)也將是有用的,該產(chǎn)業(yè)還在細胞中制造蛋白質。Royle教授補充說:“這些囊泡參與蛋白質的運輸,因此,例如,如果您要以工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)抗體,那么這些抗體將通過這些囊泡分泌出來。對此過程的更好理解可以提高生產(chǎn)效率。”
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