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可视化“展开”的微管生长

活细胞完全依赖微管蛋白,微管蛋白是一种形成中空管状聚合物的蛋白质,称为微管,形成移动材料在细胞内的支架。基于微管蛋白的微管支架允许细胞移动,将物品保持在原位或移动它们。当细胞分裂时,微管纤维将染色体分开进入新细胞。微管蛋白聚合中存在缺陷的细胞死亡。

微管纤维是由更小的微管蛋白亚基组成的空心杆,其在杆的一端自发组装,但是它们在活细胞拥挤的环境中如何做到这一点一直是个谜。现在,加州大学戴维斯分校的研究人员已经发现了将这些模块置于适当位置的机制,如新动画所示。

“它将改变人们对微管聚合的看法,”加州大学戴维斯分校生物科学学院分子与细胞生物学副教授Jawdat Al-Bassam说。描述这项工作的论文将于11月13日刊登在eLife期刊上。

该工作描述了一组称为TOG或肿瘤过度表达基因的结构域的快照,这些结构在驱动微管蛋白聚合的过程中被捕获。顾名思义,TOG在快速分裂的癌细胞中很多。它们在从酵母到人的生物体中显示出类似的结构。

在酵母中工作,项目科学家Stanley Nithianantham,Al-Bassam及其同事展示了一种名为Alp14的蛋白质,具有四个TOG结构域,通过将四个微管蛋白单元携带到微管的正确末端,将微管蛋白聚合成微管,并将它们整齐地卸载到微管中。正确的命令,以建立目的。

Alp14代表一组保存完好的蛋白质,这些蛋白质对细胞稳态和从酵母到人类细胞的细胞分裂至关重要。它由一个汇编链接的灵活链接器和两个TOG1和两个TOG2域组成。添加四个微管蛋白单位(每个TOG结构域两个),它形成一个圆圈,TOG彼此面对,外面的微管蛋白。

当TOG /微管蛋白圈到达微管的生长末端时,TOG1将其微管蛋白与生长末端对接,使圆圈不稳定以使其展开,在末端依次放置四个微管蛋白。之所以选择这个名字,是因为这个过程就像在风中展开折叠帆在船上。

“令人惊讶的是,这是一个有序,协调的过程,”Al-Bassam说道。由于微管单元被添加到微管束中,它们会变直,从而推动微管蛋白与TOG的进一步解离。该过程解释了多个TOG如何首次加速微管蛋白装配。

研究人员正在研究Alp14突变蛋白的研究,该突变蛋白在此过程中设计有预测缺陷,以使用动态微管蛋白装配在活细胞内外的成像方法来测试这种建议的机制。研究人员计划对该过程进行进一步研究,包括使用低温电子显微镜,使其能够观察到处于自然状态的单个蛋白质分子。

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