JCB聚焦細胞中的未解之謎
日期:2014-09-03 09:11:01
大約五十年前人們就通過電鏡看到,細胞中會形成一種微小團狀結構,這一結構在細胞里走來走去最后消失不見。科學家們相信,這些由蛋白組成的云狀聚集物對于細胞生存至關重要,有望成為治療疾病的全新途徑。然而迄今為止,人們仍然對這種結構知之甚少。
為此,兩位科學家在本期的Journal of Cell Biology雜志上發表了綜述性文章,總結了人們目前對上述神秘結構的全部認識,并將其命名為“assemblage”。文章還號召不同背景(從生物物理學到細胞生物學)的研究者們投身到assemblage的研究中去,以便早日揭開它的神秘面紗。
“我的研究方向是尤文肉瘤,我很想知道assemblage在這種疾病中起到了什么作用。我相信其他人也想了解它們在健康和疾病中有何功能,”Georgetown Lombardi綜合癌癥中心的Jeffrey Toretsky教授說,他與Scripps研究所的Peter Wright教授合作完成了這篇文章。
“assemblage”是指,細胞質或核質中的一些蛋白通過物理相變形成的功能性實體。它們往往(但并不總是)由天然無序蛋白組成,可見assemblage不需要呈現出特定結構,應該沒有與其他蛋白組成鑰匙和鎖的對應關系。
這些天然無序蛋白彼此吸引,通過phase separation形成膠狀聚集體。這種膠狀聚集體能夠誘捕其他蛋白甚至RNA,并與之進行相互作用。細胞中的assemblage在完成任務之后就會解體,Toretsky說。
“直到最近五年研究者們才認識到,沒有固定結構的蛋白也有著重要的功能,它們可以根據自己的局部濃度做出相應改變,”他說。
生物教科書告訴我們,蛋白質是由氨基酸序列組成,它會根據自己的序列折疊成特定結構,從而行使自己的功能。然而,教科書總是難免要被改寫。人們發現,天然無序蛋白(intrinsically disordered protein,IDP)其實也在細胞中扮演著重要角色,例如充當大型蛋白互作網絡中的重要分子樞紐。IDP的柔性結可以與多個分子發生相互作用,涉及了許多重要的疾病,比如腫瘤、帕金森癥和阿爾茨海默癥。
近來有研究指出,assemblage與疾病狀態有關。Toretsky認為,如果assemblage在疾病中起到了關鍵性作用,人們就可以通過小分子來靶標它們。“在目前的藥物研發工作中,很難通過一個小分子阻斷兩個結構蛋白的相互作用。不過,小分子更容易破壞天然無序蛋白之間的互作,”他說,這將是一個激動人心的挑戰。
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