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研究发现了细胞中液滴组成的机制

2019-04-22 11:24:42 • 来源：

生物学中一个长期存在的谜团是如何在细胞中碰撞的数百万个分子如何“相互”找到并组织成功能结构。因此，2008年海洋生物学实验室(MBL)生理学课程的参与者意识到简单的相分离 - 如油与水分离 - 可能是在细胞内产生有序的一种重要方式，这是一个惊喜。

研究发现了细胞中液滴组成的机制

虽然不是没有争议，但这个想法已经风暴细胞生物学。在过去的十年中，科学家们已经观察到蛋白质和RNA分子在从细菌到人类的多种细胞中凝结成液滴或无膜凝结物。他们还指出，在健康细胞中形成液滴的相同蛋白质可以在疾病的背景下“固化”，例如神经退行性疾病。但是，什么使得某些分子聚集在同一个液滴中，而其他分子被排除在外，却无法解释。

本周在“科学”杂志上，一个团队首次表明，由于分子所具有的特定三维形状，RNA分子彼此识别凝聚成相同的液滴。该研究的资深作者，北卡罗来纳大学教堂山分校的Amy S. Gladfelter作为MBL的HHMI / HCIA暑期研究所的一部分开始了这项工作，该研究所由70位科学家组成，他们在五个夏天探索了这种新兴的细胞组织范式。强烈的，协同的研究。

使用真菌细胞，Gladfelter(MBL研究员)，Erin M. Langdon及其同事表明，如果RNA分子的3D结构允许它们通过互补的碱基配对结合在一起，它们最终会在同一个液滴中。

“如果它们的二级(3D)结构屏蔽任何互补性，RNA分子将以不同的液滴结束。但是，当RNA聚集成相同的液滴时，它们的互补序列真正暴露，因此它们可以找到彼此和碱基对更高阶的互动，“Gladfelter说。

这一发现很重要，因为它揭示了形成这些RNA-蛋白质缩合物的选择性机制 - 科学家们在细胞中到处都可以看到它们的功能仍然不清楚。冷凝物可以用作“坩埚”，用于通过将特定分子浓缩在一起来增强生物反应。或者它们可以隔离细胞不需要特定生物过程的分子。

Gladfelter先前已在真菌中证明，细胞经历液 - 液相分离至关重要，以便发生两种不同的生物过程。“但我们需要更多关于细胞功能真正重要的例子，”Gladfelter说。该领域需要证据“这不仅仅是蛋白质和RNA可以做的事情，而是大自然选择的东西，”她说。

还有迹象表明，这些液体缩合物向更固态的转变可能是蛋白质聚集疾病的一个因素，例如阿尔茨海默病，帕金森病和亨廷顿病，ALS和朊病毒病。目前的发现，Gladfelter说，“帮助我们了解正确的成分如何被吸收到液滴中，因此细胞可以避免这种向异常固态转变的过程。”

“这是感知MBL学生和教师对生物学研究做出重大贡献的众多例子之一。而且，重要的是，通过创新的多学科合作，MBL的HHMI / HCIA暑期研究所，对初步观察进行了密集的跟进。 MBL的临时研究主任大卫马克韦尔奇说：“MBL是MBL产生非凡科学的协同作用。”

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