小陷阱,大麻烦:细胞内的小区域聚集与 ALS、痴呆症相关的蛋白质

细胞内部有许多微小的组装工厂和仓库,它们将生物所需的所有蛋白质和 RNA 聚集在一起,执行我们 DNA 的指令。

来源:密歇根大学
生物分子凝聚物是细胞质中的微小组装工厂或仓库,通过隔离和加工 RNA 和蛋白质来帮助调节细胞分裂和应对压力的方式。图片来源:Adobe Stock

细胞内部有许多微小的组装工厂和仓库,它们将生物所需的所有蛋白质和 RNA 聚集在一起,执行我们 DNA 的指令。

这些组件被称为生物分子凝聚物,通过隔离和加工 RNA 和蛋白质来帮助调节细胞分裂和对压力的反应。然而,它们没有膜将它们与细胞核的其余部分分开。密歇根大学化学教授尼尔斯·沃尔特(Nils Walter)表示,相反,它们的机械装置会凝结在一起,类似于水蒸气在天空中迅速凝结形成云的方式。

尼尔斯·沃尔特

但科学家们不确定控制这些生物分子液滴命运的过程是如何工作的。事实证明,对这些过程进行成像是很困难的:细胞内的所有东西都在移动,很难精确定位,而生物分子凝聚物在放置在显微镜载玻片上进行检查时往往会滚动。

现在,由 Walter 领导的密歇根大学研究人员开发了一种检查液滴内部的方法,重点关注肉瘤中融合的蛋白质(FUS),这种蛋白质经常在患有神经退行性疾病肌萎缩侧索硬化症(ALS)的患者体内凝结。他们发现,这些生物分子凝聚物中的 RNA 和蛋白质分子的运动在研究人员称之为纳米域的独特的无限小区域内减慢。随着时间的推移,随着冷凝物的老化,纳米域会移动到液滴的表面。

Walter 领导的密歇根大学研究人员

该研究结果得到了美国国立卫生研究院、美国国家科学基金会和陈·扎克伯格倡议的支持,并发表在《自然纳米技术》杂志上。