Nauka rozplątuje jak jądrowi por kompleksy odtransportowywają mrnas z jądra

Trwanie strażnik między komórki jądrem i swój główną sala dzwoniącymi cytoplazma, jest tysiącami behemot proteinowe struktury dzwonić jądrowi por kompleksy lub NPCs. NPCs jest jak bouncers komórki jądro, ściśle chroni dokładnie co iść wewnątrz i out. Each struktura zawiera wokoło 1.000 proteinowych molekuł, robi NPCs niektóre duzi proteinowi kompleksy w nasz bodies. Jeden znakomici klienci NPCs jest klasą molekuły znać jako goniec RNAs lub mrnas. Te są gonowie które niosą genetyczne instrukcje od jądra cytoplazma, dokąd wtedy tłumaczą w proteiny.

Ale jak npc odtransportowywa mrnas z jądra jest wciąż tajemnicą.

"mrnas są jeden wielcy ładunki niosący przez NPCs, i całość proces zdarza się wewnątrz właśnie sekunda ułamek," mówi André Hoelz profesor chemia przy Caltech (HMRI), dziedzictwa badania medyczne instytutu oficer śledczy i howard hughes medical institute (HHMI) fakultetu uczony. "jak to pracuje był jeden wielcy nierozwiązani problemy w biologii."

NPCs kojarzy z kilka chorobami. Mutacje proteiny wśród kompleksu łączyli motorowego neuronu choroby tak jak amyotrophic lateral miażdżyca (ALS), i ludzie z Huntington chorobą znają mieć defekty w funkci ich NPCs.

W nowej nauce w Czerwa 13 zagadnieniu natur komunikacje, Hoelz i jego grupujemy--Spearheaded Daniel Lin, poprzedni magistrant/magistrantka i Sara Cai przy Caltech teraz przy whitehead institute dla biomedycznego badania przy MIT, licencjata uczeń przy Caltech (PhD '17)--Donosi pierwszy skala spojrzenie przy odmianowymi składnikami odpowiedzialnymi dla opuszczać mrnas daleko w cytoplazmie istota ludzka NPCs. Dla mRNA odtransportowywać przez npc, ono musi oznaczający z jądrowym eksportowym czynnikiem, typ mała proteina. Ten etykietka jest jak bilet który pozwoli mRNA wchodzić do środkowego transportu kanał npc. Jak tylko mRNA dosięga cytoplasmic stronę, ono musi poddawać się bilet--Inaczej mRNA mógł podróżować z powrotem w jądro, i proteiny no dostać robić. ono szyfruje

Przez serii eksperymenty wymaga radiologiczną krystalografię, biochemie, enzymologię i inne metodologie badacze byli sprawnie pokazywać jak ten proces oznaczać mRNA molekuły pracuje w ludzkich komórkach pierwszy raz.

Ja jest tak jakby zdjęcia przed, i teraz film pokazywać my dokładnie co zdarza się przy cząsteczkową skala" mówi Lin. "gdy mrnas opuszczają daleko w komórki cytoplazmie,"

Drużyn nowi znalezienia ewentualni zrobili uzyskiwać serie krystaliczne struktury few kluczowi proteinowi składniki istota ludzka npc. Jeden tamte składniki dzwoni gle1. Trójwymiarowa struktura ten proteina uzyskiwał przedtem w drożdże, ale robić w ten sposób dla swój ludzkiego warianta zostawał wyzwanie. Studiować biochemiczne własność drożdże gle1 badacze byli sprawnie obliczać out że inny proteinowy, nazwany nup42, wymagał stabilizować gle1. Znać to drużyna był sprawnie purify istoty ludzkiej gle1 od komórek w wysokich ilościach pierwszy raz i wtedy, używać Caltech cząsteczkowego obserwatorskiego beamline przy Stanford Synchrotron napromieniania Lightsource, uzyskuje swój krystaliczną strukturę.

"wyrównuje z miliardami rok ewolucja między drożdże i istotami ludzkimi, tam  są aspekty które zostają to samo, nasz maszyneria wciąż" mówi Lin.

Z zdolnością purify istoty ludzkiej gle1 badacze ustawiający o studiowaniu jak mutacje wpływają swój strukturę. Patrzeli kilka odmianowe mutacje gle1 znać kojarzącym z motorowego neuronu chorobą dzwoniącą śmiercionośnego contracture congenital syndrom 1 i odkrywającą (lccs1) że mutować wersje proteina no byli jako stajenka.

"gle1 jest istotny dla życia funkcjonować stosownie," mówi Hoelz, "w ten sposób jakaś mutacje które powodują je być mniej stajenki iść powodować problemy."

Badacze wtedy patrzejący struktura gle1 granica proteina dzwonili ddx19--Co jest odpowiedzialny dla oznaczać mRNA molekuły po tym jak przechodzą przez npc. Gle1 wymaga aktywować ddx19, i--Do teraz--Ja myśleć że mała molekuła dzwonił inositol hexaphosphate postępuje jak postronek między gle1 i ddx19, pozwolić aktywację zdarzać się. (ip6)

"zakładamy że ip6 no wymagał w istotach ludzkich, i to był niespodzianka ponieważ ono wymaga w drożdże, i ip6 zależność poprzednio wierzył zdarzać się przez wszystkie gatunki," mówi Cai. "podczas gdy tam  są niektóre podobieństwa między drożdżowymi i ludzkimi proteinami, tam  są także kluczowi różnicy."

Co jest więcej nowi badawczy przedstawienia w pozioma szczególe dokładnie jak oznaczać mRNA pracuje. Ten formalnie informacja jakby używać w przyszłości pomagać w projekcie leczniczy leki dla motorowego neuronu chorob mógł.

Hoelz mówi ten Lin i Cai naprawdę przewyższający oczekiwania dla to badają. "chcieli odkrywać coś nowego, i pójść nad i beyond z ten projektem," mówi. "zrobili mię zdarzać się. To jest Caltech moment."

Źródło: http://www.caltech.edu/