超分辨率顯微鏡顯示核膜內側的核纖層蛋白網
動物王國的所有生物都有一個共同點:核膜。包裹細胞的遺傳核心,這種膜與所有附著的蛋白質一起,在生物功能中起著至關重要的作用。盡管它很重要,但其架構的細節(jié)仍然缺失。
由Brian Burke領導的A * STAR醫(yī)學生物學研究所的科學家已經構建了哺乳動物核膜內側的納米級模型,其中稱為核纖層蛋白的線狀蛋白質形成網狀結構。Lamins以及為核膜提供支持,涉及細胞分裂,染色質組織和DNA修復等。核纖層蛋白的突變與十幾種人類疾病有關,包括肌肉萎縮癥,心臟病和早衰,早衰綜合癥。
由于核周邊如此擁擠的蛋白質和DNA分子,已經證明使用光學或電子顯微鏡確定核心層排列非常困難?,F在,Burke的團隊使用超分辨率顯微鏡超越了傳統(tǒng)顯微鏡的功能,并記錄了單個核纖層蛋白分子的位置。
伯克解釋了這個過程。“融合10,000張圖像,每個熒光標記的核磁共振成為亮點。然后,我們應用數學技術將這些斑點聯(lián)系起來。結果我們看到由不同類型的核磁共振組成的不規(guī)則細絲網絡覆蓋整個核內表面, “ 他說。“值得注意的是,A型和B型芯片僅與相同類型的其他芯片相關聯(lián),形成獨立的網絡。”
盡管不同的核纖層蛋白幾乎相同,但它們與不同的蛋白質相互作用,因此似乎具有不同的功能。例如,A型核纖層蛋白LaC與蛋白質結合,該蛋白質是核膜上孔洞周圍的通道的一部分。核膜具有允許在細胞核和細胞其余部分之間轉移材料的孔。這些通道被稱為核孔復合物(NPC),看起來像帶籃球網的籃球。LaC與籃子中的蛋白質之間的相互作用可能意味著LaC細絲調節(jié)NPC在核膜中的分布,這可能與早衰的發(fā)展有關。
Burke表示,該團隊面臨的下一個挑戰(zhàn)是更好地了解晶體管網絡的不同功能,并探索它們與其他核組件的相互作用。他們的研究結果可以解釋核核纖層組織的微妙變化如何引起一系列令人眼花繚亂的人類疾病。
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