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细胞搭便车者可能掌握理解肌萎缩侧索硬化症的关键

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09/19 |细胞搭便车者可能掌握理解肌萎缩侧索硬化症的关键

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核糖核酸分子通过搭乘溶酶体绕过神经细胞。肌萎缩侧索硬化症患者中常见的突变扰乱了这一过程。

对于细胞内的长距离运输,RNA 分子依赖于搭便车。

一个微小的核糖核酸分子可能需要移动 1米才能从神经细胞的细胞核到达它的尖端,在那里它需要制造蛋白质。詹妮弗 · 利平科特-施瓦茨说,但是核糖核酸到底是如何传播的一直是 “这个领域的一个长期问题” -- 也是一个对细胞如何工作有重大影响的问题, HHMI Janelia resceach 校园的高级组长。

现在,她和她的同事,包括合著者迈克尔 · 沃德在国家神经疾病和中风研究所,发现了一个解释:RNA 分子搭乘被称为溶酶体的结构该团队于 2019年9月19日报告称,最著名的是他们作为细胞回收中心的角色,在杂志上电池

研究表明,患有神经退行性疾病肌萎缩侧索硬化症 (ALS) 的人可能会出现这种转变。

RNA 运输是保持细胞正常运转的关键部分。RNA 携带构建蛋白质的指令。通常,它被调度到需要它编码的蛋白质的任何地方,然后在现场翻译成蛋白质。因此,如果核糖核酸没有正确地分布在细胞周围,关键蛋白质可能不会出现在正确的地方。这在像神经元这样的大细胞中尤为重要。

在一个健康的神经元中,核糖核酸分子与蛋白质聚集在一起形成 “颗粒”,核糖核酸包比单个核糖核酸链更容易被运送。然后,一种叫做膜联蛋白 A11 的蛋白质像电源适配器一样工作,Lippincott-Schwartz,Ward 和他们的同事显示。它既可以锁定标准的膜结合细胞器,如溶酶体,也可以锁定无膜结构,如核糖核酸颗粒。

溶酶体很容易在细胞周围拉链。衔接蛋白允许核糖核酸利用溶酶体的移动性,并插入一个运输网络,否则这是不可接近的。

Lippincott-Schwartz 说,患有肌萎缩侧索硬化症的人通常在膜联蛋白 A11 的基因上有突变。现在,越来越清楚这些突变是如何影响病人的。当她的团队在蛋白质中引入模拟肌萎缩侧索硬化症患者的突变时,核糖核酸颗粒不能附着在溶酶体上。如果核糖核酸不能到达制造蛋白质所需的地方,神经元可能无法存活或向其他细胞发出信号。

理论上,核糖核酸颗粒可以搭便车在任何数量的细胞器上。但是研究的主要作者、 Janelia 的同事廖亚成说,溶酶体有意义有几个原因。它们已经高度移动,在牢房里移动来清理垃圾。它们可以发挥双重作用: 一旦核糖核酸被沉积在目的地进行翻译,溶酶体就可以执行其传统功能,即从周围环境中吸收和消化分子。

“你可以认为这篇论文为溶酶体定义了一种新的功能,” 利平科特-施瓦茨说。

接下来,研究人员计划研究其他蛋白质是否可能像膜联蛋白 A11 一样工作,以及核糖核酸颗粒是如何形成和分解的。

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廖亚成、迈克尔 · 费尔南多普勒、王国珍、崔希军、凌浩、凯瑟琳 · M · 德雷鲁普、拉詹 · 帕特尔、西玛 · 卡马尔、黄邦贤 · 尼克森 · 阿贝尔、沈毅、威廉 · 梅多斯、 michele Vendruscolo,toomas Knowles,Matthew Nelson,Magda Czekalska,Greta Musteikyte,Mariam A Gachechiladze,Christina Stephens,H. amalia Pasolli,露西 · 福里斯特、彼得 · 圣乔治 · 希斯洛普、詹妮弗 · 利平科特 · 施瓦茨和迈克尔 · 沃德。“RNA 颗粒搭便车在溶酶体上进行长距离运输,使用 Annexin A11 作为分子系绳。电池,2019年9月19日在线发布。doi: 10.1016/j.cell.2019.08.050