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JCB聚焦细胞中的未解之谜

日期:2014-09-03 00:00:00

两位科学家在本期的Journal of Cell Biology杂志上发表了综述性文章,总结了人们目前对上述神秘结构的全部认识,并将其命名为“assemblage”。文章还号召不同背景(从生物物理学到细胞生物学)的研究者们投身到assemblage的研究中去,以便早日揭开它的神秘面纱。

“我的研究方向是尤文肉瘤,我很想知道assemblage在这种疾病中起到了什么作用。我相信其他人也想了解它们在健康和疾病中有何功能,”Georgetown Lombardi综合癌症中心的Jeffrey Toretsky教授说,他与Scripps研究所的Peter Wright教授合作完成了这篇文章。

“assemblage”是指,细胞质或核质中的一些蛋白通过物理相变形成的功能性实体。它们往往(但并不总是)由天然无序蛋白组成,可见assemblage不需要呈现出特定结构,应该没有与其他蛋白组成钥匙和锁的对应关系。

这些天然无序蛋白彼此吸引,通过phase separation形成胶状聚集体。这种胶状聚集体能够诱捕其他蛋白甚至RNA,并与之进行相互作用。细胞中的assemblage在完成任务之后就会解体,Toretsky说。

“直到最近五年研究者们才认识到,没有固定结构的蛋白也有着重要的功能,它们可以根据自己的局部浓度做出相应改变,”他说。

生物教科书告诉大家,蛋白质是由氨基酸序列组成,它会根据自己的序列折叠成特定结构,从而行使自己的功能。然而,教科书总是难免要被改写。人们发现,天然无序蛋白(intrinsically disordered protein,IDP)其实也在细胞中扮演着重要角色,例如充当大型蛋白互作网络中的重要分子枢纽。IDP的柔性结可以与多个分子发生相互作用,涉及了许多重要的疾病,比如肿瘤、帕金森症和阿尔茨海默症。

近来有研究指出,assemblage与疾病状态有关。Toretsky认为,如果assemblage在疾病中起到了关键性作用,人们就可以通过小分子来靶标它们。“在目前的药物研发工作中,很难通过一个小分子阻断两个结构蛋白的相互作用。不过,小分子更容易破坏天然无序蛋白之间的互作,”他说,这将是一个激动人心的挑战。

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