研究揭示了我們細(xì)胞中分子分選站的形成和維持方式
我們體內(nèi)的細(xì)胞是不斷進行生產(chǎn)和加工物質(zhì)以保持生命的車間。當(dāng)一種物質(zhì)進入細(xì)胞進行處理時,它會被細(xì)胞外膜的一部分包圍,形成一個囊。囊然后萌芽進入細(xì)胞,并成為包含該物質(zhì)的囊泡。細(xì)胞攝入的這種物質(zhì)稱為胞吞作用。然后,囊泡與內(nèi)體快速融合,內(nèi)體通常也被稱為“分揀站”。該物質(zhì)從內(nèi)體循環(huán)回細(xì)胞膜(用于退出細(xì)胞),或轉(zhuǎn)發(fā)至溶酶體(一種含有分解物質(zhì)的酶的細(xì)胞器)以降解。進入細(xì)胞的物質(zhì)(進而成為內(nèi)體)可能是營養(yǎng)物質(zhì)或信號分子,需要進行處理,甚至可能導(dǎo)致疾病的致病病毒。因此,充分了解內(nèi)體如何形成和維持的分子基礎(chǔ)極為重要。
本領(lǐng)域的學(xué)者普遍接受這些內(nèi)體是通過一種機制形成和維持的,其中從細(xì)胞膜行進的囊泡不斷地融合入其中。但在最近發(fā)表于《傳播生物學(xué)》上的一項研究由東京科學(xué)大學(xué)的Toshima Jiro教授帶領(lǐng)的一組來自日本和奧地利的科學(xué)家稱,從高爾基體中轉(zhuǎn)運出來的囊泡是另一種至關(guān)重要的細(xì)胞器,而不是從細(xì)胞膜中轉(zhuǎn)運出來的囊泡對細(xì)胞更重要。內(nèi)體的形成和維持。“我們的研究表明內(nèi)吞囊泡的內(nèi)在化不是必不可少的,但是從高爾基反式網(wǎng)絡(luò)[TGN; Golgi]來的囊泡轉(zhuǎn)運至關(guān)重要”,長野誠人的科學(xué)家團隊(東京科技大學(xué)) ,豐島順子(東京工業(yè)大學(xué)),達(dá)里亞·伊麗莎白·西克斯豪斯(奧地利科技學(xué)院)和豐島次郎說。
他們的主張基于一系列實驗的結(jié)果,涉及將突變或藥物(兩種藥物稱為布雷菲德菌素A和莫能菌素)引入酵母細(xì)胞,以闡明內(nèi)體形成的機制。作為實驗的一部分,他們首先使用了突變酵母菌株,該菌株具有導(dǎo)致內(nèi)吞作用過程中缺陷的突變。也就是說,它們導(dǎo)致細(xì)胞膜物質(zhì)的攝取受到阻礙。通過觀察突變的細(xì)胞,他們發(fā)現(xiàn)介導(dǎo)內(nèi)體形成的蛋白質(zhì)Rab5像往常一樣位于內(nèi)體,導(dǎo)致正常的內(nèi)體形成。
然后,他們將這兩種藥物引入酵母細(xì)胞,以抑制高爾基體中含有特定蛋白質(zhì)的囊泡的轉(zhuǎn)運。通過這樣做,他們期望發(fā)現(xiàn)這些囊泡是否是形成和維持內(nèi)體的必需物質(zhì)。他們看到較少的Rab5定位于內(nèi)體,阻礙了內(nèi)體的形成。
在進一步的類似實驗中,Toshima教授及其小組發(fā)現(xiàn),某些駐留在高爾基體中或被吸收到高爾基體中的蛋白質(zhì)從高爾基體轉(zhuǎn)運到了內(nèi)體,在那里它們激活Rab5并引發(fā)內(nèi)體的形成。從高爾基體中缺失或失活對這些蛋白的轉(zhuǎn)運至關(guān)重要的基因最終會影響內(nèi)體的形成。
因此,綜合考慮所有這些結(jié)果,看來胞吞作用對于內(nèi)體的形成和維持不是必需的,但是從高爾基體的囊泡轉(zhuǎn)運是必需的。
我們的結(jié)果提供了內(nèi)體形成的不同觀點,并將TGN確定為內(nèi)體最佳維護和功能的關(guān)鍵位置。”
東京理科大學(xué)豐??島治郎教授
鑒于內(nèi)體對于細(xì)胞的功能以及有機體的功能至關(guān)重要,因此了解其維持機制至關(guān)重要。這項令人信服的研究結(jié)果揭示了該機制的一小部分,還有很多尚待發(fā)現(xiàn)。即使這樣,對細(xì)胞處理體內(nèi)物質(zhì)的核心途徑之一的認(rèn)識的這種進步也可以導(dǎo)致對涉及缺陷性內(nèi)體的疾病的分子基礎(chǔ)的理解得到增強,從而導(dǎo)致對此類疾病的更好的治療。
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