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      研究提供了對單細胞寄生蟲異常構(gòu)建過程的洞察力
      
			
      
				2019-10-10 09:44:29
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      細胞中分子結(jié)構(gòu)的復雜性是驚人的。近年來，在闡明這些結(jié)構(gòu)方面取得了巨大的成功，生物學家現(xiàn)在正面臨著下一個挑戰(zhàn)：尋找更多有關(guān)其結(jié)構(gòu)的信息。來自伯爾尼大學和蘇黎世聯(lián)邦理工學院的兩個小組的聯(lián)合研究項目現(xiàn)在提供了對單細胞寄生蟲布魯氏錐蟲的非常不尋常的構(gòu)建過程的見解。
      

      研究提供了對單細胞寄生蟲異常構(gòu)建過程的洞察力
      

      細胞由許多分子結(jié)構(gòu)組成，其中一些表現(xiàn)出驚人的復雜性。核糖體是細胞的蛋白質(zhì)工廠，屬于最大和最復雜的復合物，由RNA和大量蛋白質(zhì)組成。它們存在于每個生物中，被認為是在進化的各個階段變化最小的蜂窩機器之一。但也有例外：在線粒體中，充當發(fā)電廠的細胞器，核糖體看起來大不相同。
      

      廣泛的機械
      

      科學家不僅對此類核糖體的結(jié)構(gòu)和功能感興趣，而且對“構(gòu)建過程”感興趣-細胞如何管理這些復雜結(jié)構(gòu)的組裝?對于不同的結(jié)構(gòu)，這些構(gòu)造方法有何不同?顯然，需要大量的蜂窩機械來保證所有建筑磚的順利組裝。尚未描述負責線粒體中核糖體組裝的這種細胞機制。現(xiàn)在，來自伯爾尼大學的AndréSchneider組和蘇黎世聯(lián)邦理工學院的Nenad Ban組的研究人員使用單細胞寄生蟲Trypanosoma brucei研究了線粒體核糖體的組裝過程。他們能夠遵循構(gòu)建過程并確定專用于組裝這些線粒體的相關(guān)細胞機器。由于布魯氏桿菌可引起包括昏睡病在內(nèi)的幾乎無法治愈的疾病，因此該結(jié)果可能會導致新的療法。國家研究能力中心“ RNA與疾病”使該項目成為可能，該中心研究了RNA在疾病機制中的作用。研究結(jié)果現(xiàn)已發(fā)表在《科學》上。
      

      “建筑業(yè)”中的未知元素
      

      寄生蟲布魯氏錐蟲被用作模型系統(tǒng)，因為它的線粒體特別復雜，因此可能需要許多組裝步驟。研究人員可以詳細執(zhí)行所有這些步驟。
      

      我們發(fā)現(xiàn)了令人著迷的差異。
      

      在線粒體核糖體中，RNA可被視為鋼筋混凝土中的鋼，而在其他核糖體中，其可被視為與鐵基結(jié)構(gòu)(如艾菲爾鐵塔)一樣起關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)作用。分析表明，在mitoribosomes裝配布氏錐蟲通過幾個組裝中間體的形成來進行。它還涉及大量蛋白質(zhì)，這些蛋白質(zhì)在完整的結(jié)構(gòu)中不存在的新興的線粒體周圍形成巨大的適應(yīng)性支架。蘇黎世聯(lián)邦理工學院生物學系的馬丁·索勒(Martin Saurer)是第一作者，他說，其中許多蛋白質(zhì)在“建筑業(yè)”中是未知的。他補充說：“低溫電子顯微鏡不僅使我們能夠可視化已知的復合物，而且能夠發(fā)現(xiàn)和描述整個細胞過程：建筑現(xiàn)場和組裝線粒體核糖體的機械。” 細胞為此付出的巨大努力使莫里茲·尼曼感到特別困惑：“線粒體中所有蛋白質(zhì)的四分之一都屬于線粒體的組成部分，或者是構(gòu)建線粒體所必需的。
      

      更好的理解導致了新的療法
      

      由于幾種組裝蛋白在其他生物中具有相似的外觀，因此研究人員認為，所獲得的見解可為更好地理解所有生物中的核糖體成熟提供一般信息。而且，由于所有這些蛋白質(zhì)對于細胞的功能都是必不可少的，因此這些發(fā)現(xiàn)對于開發(fā)針對布魯氏桿菌和相關(guān)寄生蟲的療法可能有用，而布魯氏桿菌和相關(guān)寄生蟲會導致人類和動物遭受許多毀滅性疾病。
      
			

			
        
      
			
      
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