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科学家们更多地了解了电机如何操纵我们的细胞的道路

2019-01-09 09:56:03 • 来源：

就像电动机为我们的汽车提供动力一样，它们也确保蛋白质在我们的细胞中到达正确的位置，并且当它们没有时，可以导致各种疾病 - 从癌症到心脏问题。现在，科学家已经证明了电动机如何操纵我们的细胞错综复杂的道路系统具有更大的灵活性和一点串扰。细胞运动通过一个广泛的道路网络，实际上是物理结构的一部分，或细胞骨架，这有助于我们的细胞强度和形状，医学细胞生物学和解剖学系的细胞生物学家Graydon B. Gonsalvez博士说。奥古斯塔大学佐治亚学院。

科学家们更多地了解了电机如何操纵我们的细胞的道路

微管和肌动蛋白是马达旅行的主要道路。运动驱动蛋白和动力蛋白通常在微管上运行; 肌球蛋白是运行肌动蛋白道路的马达。为了帮助使用如此少的电机和大量货物进行数学运算，有适配器可以帮助将电机连接到货物。驱动电机的主适配器叫做驱动蛋白轻链; 驱动蛋白重链是电动机的一部分。

但在过去的十年中，有证据表明，在微管道上行驶的一些货物可能只有不同的适配器。Gonsalvez是“细胞科学杂志 ”封面上的一项研究的对应作者，该研究提供了一个运行这些道路的适配器的证据，这些道路以前似乎一直停留在肌动蛋白上。

Gonsalvez说：“如果你愿意，那就是转换派对。” “他们被认为没有交叉反应。我们发现这些系统存在串扰。”

他的研究小组使用质谱分析果蝇中与运动驱动蛋白相关的蛋白质。他们专门研究了oskar mRNA，这是一种产生蛋白质的信使RNA，在这种情况下，它有助于指导正在发育的果蝇胚胎头部和尾部的方向。

他们在蛋白质群体中发现了一种似乎是异常值的物质，他们怀疑这种形式的原肌球蛋白只会作为肌动蛋白道路的适配器出现。“这是一种不同类型的原肌球蛋白，它直接与驱动蛋白马达结合，并作为这种驱动蛋白马达和货物之间的适配器，”Gonsalvez说。

为了仔细检查表观适配器，他们使用称为CRISPR-Cas9的基因编辑技术来突变这种独特形式的原肌球蛋白，并且mRNA失去了方向。当他们突变驱动蛋白轻链，即已知的衔接子时，mRNA很好。“这告诉我们除了正常的适配器之外还有别的东西，”Gonsalvez说。

Gonsalvez说，虽然这一发现的影响尚未在人类中发现，但没有oskar mRNA，原肌球蛋白与心脏病有关。

果蝇或果蝇是研究马达的一个很好的模型，因为这些类型的突变比小鼠更容易制作。此外，苍蝇将在突变中存活下来，因此一旦科学家怀疑原肌球蛋白，他们就可以研究改变它的结果。在这种mRNA改变的情况下，果蝇的后代是不能存活的后代。虽然果蝇和人类不具有相同的mRNA，但它们具有相同的马达。

像空气中的灰尘一样的扩散或随机运动不足以确保大多数蛋白质进入细胞所需的位置。Gonsalvez说，虽然马达确实将蛋白质与其他细胞居民一起移动，但移动mRNA更有效，因此mRNA使蛋白质在需要的地方正确。当有货物时，电机的运动似乎会增加，这是一种明显的节能方法。

我们的30,000个基因可以产生大约100,000种不同的蛋白质并且不断发挥作用。其中一个意思是单个基因通常可以产生多种不同的蛋白质。在单个细胞中，可能有数千种不同的蛋白质; Gonsalvez说，对于每种不同的蛋白质，可以有一百个或更多的拷贝。

Gonsalvez说，在强调定位是一切的概念时，误导的mRNA和蛋白质都可能造成损害，因为它们没有做到预期的事情，因为它们可能会在最终的任何地方造成额外的伤害。

Gonsalvez将我们细胞内部的区域化比作一个房子：一切都可能在同一屋檐下，但厨房和浴室之间需要发生很多不同的事情。

接下来的步骤包括更多地了解这种新识别的驱动蛋白适配器如何在驱动蛋白道路上发挥作用。该研究得到了美国国立卫生研究院的支持。

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