塞维利亚大学 无花果
1新合成的基于C26神经酰胺的凝胶渗透色谱-亲和层析货物在特定ERES附近的内质网膜中形成簇
科学进展(2020)
DOI: 10
1126/sciadv
aba8237 研究人员观察了脂质如何在细胞内分配蛋白质，这一发现可能为理解蛋白质转运相关疾病(如癌症或神经退行性疾病)的原因打开了大门
由塞维利亚生物医学研究所(IBiS)和塞维利亚大学协调的一个国际科学家小组解决了迄今为止尚未解决的基础生物学之谜之一:脂质究竟是如何在细胞内分配蛋白质的？为了做到这一点，他们使用了一种全新的、完全创新的显微镜技术，并将其应用于他们在实验室设计的“突变”细胞
这一发现代表了在理解蛋白质如何在细胞中分布以发挥其重要功能方面的一个重大进展，并可能为理解与细胞水平上蛋白质分布失败相关的疾病的原因打开大门:从癌症到神经退行性疾病，如阿尔茨海默氏症
这项研究是由塞维利亚大学生物系的一部分细胞生物学系的膜运输研究小组进行的，由曼努埃尔·穆尼兹·几内亚教授领导，并与广岛大学(日本)、日内瓦大学和弗里堡大学(瑞士)合作
“超分辨率活细胞显微术”实验室所在的日本RIKEN研究所也参与了该项目
这是世界上独一无二的设备，使用高分辨率荧光显微镜进行分析，可以在非常小的范围内研究活细胞中非常快速和动态的过程
正如曼努埃尔·穆尼斯所解释的那样，“细胞是生命的基本单位，同时也是一个极其复杂和精密的机器，在这个机器中，成千上万的蛋白质和其他成分战略性地分布在执行细胞功能的不同区域
“细胞必须确保其蛋白质被适当地分配到它们的功能位置，因为如果这种分配失败，它们不能到达它们的目的地，蛋白质要么停止工作，要么失去控制，导致从遗传综合征到癌症或神经疾病的疾病
因此，重要的是研究蛋白质如何向其功能目的地分布
许多年前，有人提出，除了细胞的传统蛋白质运输机制(其发现获得了2013年诺贝尔医学奖)，构成细胞膜的脂质也可能在细胞内蛋白质的分布中发挥额外的作用
塞维利亚研究人员的这项工作解决了基础生物学的这个谜，首次证明了脂类是如何在细胞水平上分配蛋白质的
分子安全门 蛋白质是在细胞的一个隔室中制造的，然后必须通过特定的“门”正确分配
“在这项研究中，来自塞维利亚的科学家发现，膜脂负责选择某些蛋白质并将其导向正确的出口
为了实现这一发现，他们设计了一种“突变细胞”，这种细胞被编程为制造一种被称为神经酰胺的细胞脂质的简称
研究人员怀疑这些脂质的长度可能是选择合适出口门的决定性因素
“这正是我们发现的，”朱鹭研究员解释道
“由于我们产生了短的神经酰胺，我们第一次能够证明脂质只有在长度合适的情况下才能在运输过程中引导蛋白质
此外，通过使用如此强大的“超级显微镜”，我们第一次能够在超小范围内捕捉蛋白质如何通过这些分子门排出体外
" 酵母模型 出于好奇，这项研究是以酵母细胞(制造面包、啤酒和葡萄酒的同一种单细胞真菌)为模型生物进行的，“因为作为像我们一样的真核细胞，它们以非常相似的方式执行相同的基本细胞过程，所以观察结果可以外推至人类细胞，”塞维利亚大学的教授解释说
然而，因为酵母细胞也更简单，而且可以非常有效地进行基因操作，“酵母细胞是理解人类细胞的基本工作原理和致病原因的一个极好的模型，几个诺贝尔医学奖被授予在研究中使用这种微生物的研究人员，包括保罗·纳斯或兰迪·谢克曼，就证明了这一点
" 总之，曼努埃尔·穆尼斯解释说，发表在《科学进展》上的文章“也证明了脂质和蛋白质相互影响，在细胞内自组织在一起”，并指出他们发现并用于这一目的的机制“可以用于其他过程，如某些病毒从细胞中的进出，以及外来体(参与细胞间通讯的细胞外脂质囊泡，特别是在癌症中)的形成”
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