弗朗西斯克里克研究所(Francis Crick Institute)和倫敦國王學(xué)院(King’s College London)的研究人員發(fā)現(xiàn)，蛋白質(zhì)在某些區(qū)域的柔軟或堅硬程度可以決定它們進(jìn)入細(xì)胞核的速度。
蛋白質(zhì)需要進(jìn)出細(xì)胞核(細(xì)胞的控制中心)來發(fā)揮不同的功能，比如告訴細(xì)胞核打開或關(guān)閉某些基因。這些蛋白質(zhì)通過細(xì)胞核邊緣的通道交叉，稱為“核孔復(fù)合物”。
先前的研究表明，這些蛋白質(zhì)的大小和組成改變了它們通過的容易程度，但今天發(fā)表在《Nature Physics》上的這項研究表明，機(jī)械性能也會影響蛋白質(zhì)通過孔的進(jìn)入。
通過跟蹤單個細(xì)胞中蛋白質(zhì)的運(yùn)動，研究小組發(fā)現(xiàn)，在相同大小和氨基酸(它們的組成單元)組成的蛋白質(zhì)中，蛋白質(zhì)“核定位序列”(一種允許蛋白質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞核的特殊序列)附近的機(jī)械穩(wěn)定性影響了它們穿越的快慢。
他們發(fā)現(xiàn)，在這個序列旁邊有一個柔軟或靈活區(qū)域的蛋白質(zhì)能夠更快地進(jìn)入細(xì)胞核。然后，研究人員設(shè)計了一個軟標(biāo)簽，可以將其添加到較硬的蛋白質(zhì)序列附近，以幫助它們更容易地進(jìn)入細(xì)胞核。
這是通過標(biāo)記轉(zhuǎn)錄因子(一種激活特定基因的蛋白質(zhì))來測試的，這種轉(zhuǎn)錄因子被稱為MRTF，可以幫助細(xì)胞在體內(nèi)移動。當(dāng)一個軟標(biāo)簽附著在MRTF上時，它能夠更快地進(jìn)入細(xì)胞核，增加細(xì)胞的運(yùn)動。
研究人員認(rèn)為，這可能是一種潛在的有用工具，可以更快地將藥物運(yùn)送到細(xì)胞核，或者通過標(biāo)記轉(zhuǎn)錄因子來增加某些基因的活性。Francis Crick研究所單分子機(jī)械生物學(xué)實驗室組長，倫敦國王學(xué)院生物物理學(xué)教授Sergi Garcia-Manyes說：”我們已經(jīng)有了一個基本的發(fā)現(xiàn)，蛋白質(zhì)的機(jī)制——它在導(dǎo)致易位的區(qū)域有多軟或多硬——控制著它進(jìn)入細(xì)胞核。雖然我們只研究了核孔，但這種機(jī)制可以調(diào)節(jié)進(jìn)入細(xì)胞的其他部分，如線粒體或蛋白酶體。知道更靈活的蛋白質(zhì)可以更快地進(jìn)入細(xì)胞核可以幫助我們設(shè)計更有針對性的藥物。”
第一作者之一Rafael Tapia-Rojo曾是克里克大學(xué)的博士后，現(xiàn)在是倫敦國王學(xué)院的生物物理學(xué)講師，他說:“我們的發(fā)現(xiàn)出乎意料，使用一種新設(shè)計的光力學(xué)方法，單分子水平的測量如何與細(xì)胞水平上發(fā)生的事情如此直接地聯(lián)系在一起，這令人震驚。”
研究人員現(xiàn)在正在研究轉(zhuǎn)錄因子是如何進(jìn)化到包含靈活的區(qū)域，使它們更容易進(jìn)入細(xì)胞核的。
（文章來源：www.ebiotrade.com/newsf/2024-5） | 
