您现在的位置是:首页 >新闻频道 > 医学前沿 > 2020-04-18 09:41:29

蛋白质RNA相互作用网络指导相分离

圣裘德儿童研究医院的研究人员正在研究相分离如何导致RNA颗粒,蛋白质和RNA不受膜结合的组装物形成的细节。他们的发现表明,蛋白质-RNA相互作用网络中的中心节点可驱动RNA颗粒或凝结物(称为应力颗粒)的相分离。该作品今天出现在Cell中。

就像水中的油滴一样,相分离将细胞胞质中的蛋白质和RNA聚集在一起。此过程受到严格的监管和特定要求,因此允许冷凝物执行某些必不可少的功能。在实验室研究的应激颗粒与人类神经元中的RNA颗粒相当,后者在神经退行性疾病(如肌萎缩性侧索硬化症,也称为Lou Gehrig病)中受损。

“我们发现RNA颗粒的所有组成成分都有助于缩合,但它们的贡献不同。”圣裘德细胞与分子生物学系医学博士J. Paul Taylor说主席和霍华德·休斯医学研究所研究员。“在相互作用网络中,大多数蛋白质的作用很小,少数蛋白质很重要,而一种蛋白质是必不可少的。一种必需蛋白质与RNA进行相分离,这对于建立和维持特定类别的RNA颗粒的身份至关重要。”

基本的生物学过程

通过研究应激颗粒网络中蛋白质节点之间的相互作用,研究人员确定了每种蛋白质的贡献方式。他们的发现表明,网络中最重要的节点驱动相分离。在没有中心节点的情况下,根本不会形成冷凝水。对于应激颗粒,中心节点是一种称为G3BP1的蛋白质。

圣裘德细胞与分子生物学系的第一作者杨佩国说:“每种冷凝物似乎都具有相分离必不可少的核心骨架元素。” “核心中央节点是定义何时何地发生凝结的节点。”

微调控制

生物分子缩合是由具有少量生命节点的相互作用网络驱动的,这可能是生物分子缩合的基础。反过来,重要节点为细胞提供了一种对生物分子缩合进行外部控制的方式。这些靶可以用于治疗干预。对于应激颗粒,这种控制是通过蛋白质G3BP1来实现的。

G3BP1中的内在无序节段提供了对生物分子缩合的良好控制。本质上无序的蛋白质以其缺乏结构而著称。在G3BP1蛋白的三个不同的本质内在的无序区之间的相互作用对其相分离能力至关重要。因此,在应力颗粒中,相分离由G3BP1驱动,并通过固有无序区域之间的复杂相互作用来微调。

圣裘德细胞与分子生物学系的第一作者,作者塞西尔·马蒂厄(Cecile Mathieu)博士说:“ G3BP1及其RNA结合伴侣之间的关系就像是将广播调到正确位置上的旋钮一样。” “该过程受到严格控制,以在正确的时间以正确的方式实现相分离。”

该论文的其他作者包括里贾纳·科拉蒂斯,张佩佩,詹姆斯·梅辛,乌古尔·尤特瑟尔,杨泽民,吴进军,潘庆飞,潘继阳,余力rik,埃里克·马丁,塔妮娅·米塔格和洪若金,圣裘德。

这项工作是圣裘德无膜细胞器研究合作的一部分。通过协作,来自不同实验室的研究人员可以共同开展需要不同团队专业知识的研究,从而精简并加快该领域的进展。

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