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    科学家首次解析出细胞核骨架(核纤层)的三维分子结构
    浏览次数:2904 发布日期:2017-03-09

         真核生物中,遗传物质位于细胞核中。细胞核的外层是由核膜组成的,核膜含有很多核孔,在核膜下方是核纤层(lamina)。核纤层是细长的网络结构,仅几纳米厚。它让细胞核保持稳定,并且让细胞核中的DNA免受外面的影响。现有的研究证明核纤层在染色体组装,基因激活,以及细胞分裂之前的遗传物质复制中起着关键性的作用。

     

        如今,瑞士苏黎世大学生物化学系细生物学教授Ohad Medalia的研究团队首次成功地详细阐明哺乳动物细胞中的核纤层的分子结构。他们利用低温电子断层扫描术研究了小鼠的成纤维细胞。成纤维细胞在零下190度下冻存在液态乙烷中而无需事先接受有害化学物的处理,因而将细胞结构保持在它们的原始状态。

        文章第一作者Yagmur Turgay在描述这种核骨架的结构: “这种核纤层蛋白网络结构大约14纳米厚,直接位于核膜的核孔复合物下方,由或多或少密集堆积的区域组成。”这种核骨架是由薄薄的具有不同长度的细长结构(即核纤层蛋白丝)组成的。这些核纤层蛋白丝仅3.5纳米粗,要比形成位于真核细胞核外面的细胞骨架的那些结构更薄和更加脆弱。

        这些核纤层蛋白丝的构成单元是两种蛋白---A型和B型核纤层蛋白。核纤层蛋白由一种长柄结构域和一种球状结构域组成。核纤层蛋白编码基因中发生的单个突变导致几种严重的疾病,如早衰症、肌肉萎缩症、脂肪代谢障碍和神经病变。Ohad Medalia作出结论,“在未来,低温电子断层扫描术将能够让我们详细地研究健康人和携带核纤层蛋白编码基因突变的患者在核纤层结构上存在的差异。”这种方法允许人们在分子水平上开发新的疾病模型,从而为开发新的治疗性干预铺平道路。

    文章原始出处:
    Yagmur Turgay, Matthias Eibauer, Anne E. Goldman et al. The molecular architecture of lamins in somatic cells. Nature, Published online 01 March 2017, doi:10.1038/nature21382.

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