正在接近核斑点的核心

显微镜下的人细胞核:SON标记(红色;左图)和SRRM2/SC35(绿色;中图)强调核斑点的位置(右图)与细胞DNA(蓝色)的关系。原子核的直径约为10微米,也就是一毫米的百分之一。
Ibrahim Ilik, MPI f. molek。Genetik

亚细胞结构的支架在一百年后被确定。

核斑点是细胞核中参与遗传信息处理的微小蛋白质团块。柏林的研究人员现在已经发现了核散斑是如何形成的,并能够填补长期以来的研究空白。

当著名的西班牙医生圣地亚哥Ramón y Cajal在1910年通过他的显微镜观察时,他发现不规则的“透明肿块”出现在整个神经元的细胞核中。尽管从那时起,生物和医学科学经历了几次革命,但这些核斑点究竟是什么,在很大程度上仍不清楚。

马克斯普朗克分子遗传学研究所的Tuğçe akta说:“尽管我们对核散斑的功能有相当多的了解,但我们不知道核散斑是如何产生的,也就是说,它们的核心是由什么组成的。”

由马克斯·普朗克研究小组领导的柏林科学家小组现在确定了构成核散斑支架的分子,并在科学杂志《eLife》上发表了他们的研究结果。这两种蛋白质是SON和SRRM2,它们在整个动物王国中以不同的变异形式存在。这两种分子都参与RNA的加工过程,RNA是在基因转录时产生的。没有这些蛋白质,斑点就会溶解。

与其他细胞结构不同,斑点没有细胞膜。它们由一群分子组成,这些分子可以动态地溶解和重组,表现出固体和液体的特性。这些“冷凝物”可以在整个细胞中找到。akta说:“每个细胞凝析物都有一个代表其细胞核的蛋白质——在核斑点的情况下,有两个。”

转移注意力,找到正确的道路

过去试图找出这些神秘结构的最小公分母的尝试都没有成功,这并非巧合。akta说:“30年来,科学家们一直在用一种他们不太了解的试剂来染色核斑点。”“我们没有意识到我们已经被蒙在鼓里几十年了。”

自上世纪90年代初以来,人们就用一种叫做SC35的物质来观察核斑点,这种物质是一种抗体,专门附着在斑点的某些部位,并在颜料的帮助下对其进行染色。然而,直到最近,人们还认为这种抗体只识别小蛋白质SRSF2——现在证明这种假设是错误的。

“我们想用抗体作为诱饵,来捕捉细胞中的斑点,”该研究的主要作者İbrahim avaar illakk说。“发现SRRM2蛋白质是一个巨大的惊喜,这不是我们实验的目标。”结果表明,这种抗体不仅能粘附在已知的SRSF2上,而且还能特别好地粘附在SRRM2上。

在进化家谱中寻找

虽然SRRM2的序列在不同的动物物种中差异很大,但这种蛋白质有一小部分在数亿年的进化中被保存了下来。在寻找进化家族树上类似的蛋白质时,研究人员还注意到SON蛋白质,其他研究小组也认为它可能是斑点的关键成分。“我们的想法是,这两种蛋白质的结合可能是斑点的基本组成部分,”illakk说。

为了验证他们的假设,研究小组培养了关闭SRRM2或SON基因的人类细胞。这导致在细胞核中只有球形的斑点残余。一旦研究人员同时清除了这两种蛋白质,所有的斑点都完全溶解了,相关的蛋白质被发现分布在整个细胞核中。“我们的结论是SRRM2和SON一定是核斑点的支架,”illakk说。“下一步,我们将研究这两种蛋白质是如何与其他分子结合的,以及这个过程是如何被控制的。”

对历史的曲解是有后果的

但其结果甚至还有更多,甚至可能是深远的影响。akta说:“现在很清楚,SC35与一种不同于假设的蛋白质结合,以前关于核斑点的研究结果必须仔细重新评估。”

抗体SC35也被广泛应用于疾病研究中,因为斑点与几种神经退行性疾病有关,如亨廷顿氏病、脊髓小脑性共济失调和牙托神经苍白素萎缩。“对这些疾病的研究可能会有全新的视角,”akta说。

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

涂博士ğce Aktaş
马克斯普朗克分子遗传学研究所
aktas@molgen.mpg.de
+ 49 30 8413 - 1550

Originalpublikation:

Ilik İA, Malszycki M, Lübke AK, Schade C, Meierhofer D, aktat . SON和SRRM2是核散斑形成的必要条件。Elife 2020; 9: e60579。DOI: 10.7554 / eLife.60579
https://elifesciences.org/articles/60579

https://www.molgen.mpg.de/4337366/news_publication_16079733_transferred?c=2168

媒体接触

Martin Ballaschk Pressestelle博士
马克斯-普朗克研究所für molekulare Genetik

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