單個(gè)蛋白質(zhì)可以自組裝來構(gòu)建生物分子凝聚物的支架，該生物分子凝聚物構(gòu)成了關(guān)鍵的核仁區(qū)室。
在所有活細(xì)胞內(nèi)，被稱為生物分子凝聚物的松散形成的組件執(zhí)行許多關(guān)鍵功能。然而，目前尚不清楚蛋白質(zhì)和其他生物分子如何在細(xì)胞內(nèi)聚集在一起形成這些組件。
麻省理工學(xué)院的生物學(xué)家現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)，一種單一的支架蛋白負(fù)責(zé)形成這些凝聚物之一，這種凝聚物是在稱為核仁的細(xì)胞器內(nèi)形成的。如果沒有這種稱為 TCOF1 的蛋白質(zhì)，這種冷凝物就無法形成。
這些發(fā)現(xiàn)可能有助于解釋大約 3 億年前發(fā)生的核仁組織方式的重大進(jìn)化轉(zhuǎn)變。在那之前，核仁(其作用是幫助構(gòu)建核糖體)被分為兩個(gè)區(qū)室。然而，在羊膜動(dòng)物(包括爬行動(dòng)物、鳥類和哺乳動(dòng)物)中，核仁形成了一種凝結(jié)物，充當(dāng)?shù)谌齻€(gè)隔室。生物學(xué)家尚未完全理解為什么會(huì)發(fā)生這種轉(zhuǎn)變。
核仁的進(jìn)化變化
“如果你縱觀生命之樹，核糖體的基本結(jié)構(gòu)和功能仍然相當(dāng)靜態(tài);然而，其制作過程不斷演變。我們對(duì)這一過程不斷發(fā)展的假設(shè)是，通過劃分不同的生化反應(yīng)，可能會(huì)使核糖體的組裝變得更容易，”麻省理工學(xué)院生物學(xué)副教授、該研究的資深作者埃利澤·卡洛(Eliezer Calo)說。
既然研究人員知道了這種被稱為纖維中心的凝聚體是如何形成的，他們也許能夠更容易地研究它在細(xì)胞中的功能。研究人員說，這些發(fā)現(xiàn)還提供了有關(guān)其他凝聚物最初如何在細(xì)胞中進(jìn)化的見解。
前麻省理工學(xué)院研究生 Nima Jaberi-Lashkari 博士 '23 和 Byron Lee 博士 '23 是該論文的主要作者，該論文最近發(fā)表在《細(xì)胞報(bào)告》雜志上。麻省理工學(xué)院前研究員 Fardin Aryan 也是該論文的作者之一。
凝結(jié)水的形成
許多細(xì)胞功能是由膜結(jié)合細(xì)胞器(例如溶酶體和線粒體)執(zhí)行的，但無膜凝聚物也執(zhí)行關(guān)鍵任務(wù)，例如基因調(diào)節(jié)和應(yīng)激反應(yīng)。在某些情況下，這些冷凝物會(huì)在需要時(shí)形成，然后在完成任務(wù)時(shí)溶解。
“幾乎每個(gè)對(duì)細(xì)胞功能至關(guān)重要的細(xì)胞過程都以某種方式與冷凝物的形成和活動(dòng)相關(guān)，”卡洛說。“然而，這些冷凝物是如何形成的還沒有得到很好的解決。”
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