Ein empfindliches Ausgleichsakt bestimmt, wie viele Genom -Gateways in Zellen bilden

Die Kerne in unseren Zellen sind Miniaturlager, die den genetischen Entwurf für die biologischen Maschinerie des Körpers schützen. Wie Lagerhäuser sind Kerne eher wie Bibliotheken als bei Bankgewölben. Zu viele zelluläre Komponenten benötigen Zugang zum Genom, um es wie Fort Knox abzuschließen. Stattdessen polwieren große Gruppierungen von mehr als 1.000 einzelnen Proteinmolekülen, die als Kernporenkomplexe (NPCS) bezeichnet werden, die teilende Membran und dienen als Tor für Materialien und Botschaften, die in den Kern eindringen und ausgehen.

Während der Grundbedarf an diesem Shuttle -Service konstant ist, haben Wissenschaftler gezeigt, dass Zellen ihre Mengen an NPCs dynamisch anpassen, wie ein Einzelhandelsgeschäft, das den ganzen Tag über mehr oder weniger Checkout -Linien eröffnet. Diese Schwankungen der Genomzugriffspunkte wurden in verschiedenen Zelltypen, Entwicklungsstadien, Umweltbedingungen und bei Krankheiten wie Neurodegeneration und Krebs beobachtet.

„So wichtig NPCs für die Aufrechterhaltung gesunder Zellen sind, und trotz der Verbindungen, die wir und andere Krankheiten gefunden haben, haben wir noch viel zu erfahren, wie die Zellen die Produktion dieser Genom -Gateways kontrollieren“, sagte Maximiliano d’Angelo, Ph.D., Associate Professor im Programm für Krebsmetabolismus und Microenvironment in Sanford Burnham Prebys.

D’Angelo und sein Forschungsteam bei Sanford Burnham Prebys veröffentlichte Erkenntnisse In Zellberichte Enthüllung der Ergebnisse des Screenings des gesamten menschlichen Genoms, um Faktoren zu finden, die beeinflussen, wie viele NPCs zusammengesetzt sind.

„Unser Ziel war es, die Modulatoren der Porenbildung zu identifizieren“, sagte Stephen Sakuma, Ph.D., Postdoktorandenforscher am Salk Institute, ehemaliger Doktorand des D’Angelo -Labors und leitender Autor der Studie. „Indem wir die Mechanismen entdecken, die Zellen zur Modulation der Porenbildung verwenden, können wir neue therapeutische Ansätze finden.“

Das Forschungsteam stellte fest, dass die einflussreichsten Akteure im Prozess Teile von gegnerischen Teams waren: die Produktionsteams, die neue Proteine ​​herstellte, und das Hausmeister -Mitarbeiter, die Proteine ​​recyceln und überschüssige oder missbilligte Proteine ​​entsorgen.

„Es fiel uns auf, dass Top -Regulatoren Teile der Proteinübersetzungs- oder Abbaumaschinerie waren“, sagte D’Angelo, Senior und entsprechender Autor der Studie.

„Obwohl es intuitiv erscheinen mag, weil diese Prozesse die Anzahl der Nucleoporin -Proteine ​​beeinflussen würden, die zum Konstruktion von Poren verwendet wurden, war dies zuvor nicht untersucht worden.“

Die Wissenschaftler entdeckten auch die Rolle von zellulären Akteuren, die an der Aufrechterhaltung der Messenger -RNA (mRNA) beteiligt waren, die Codes zum Aufbau von Proteinen aus dem Kern trägt. Die Ermittler detaillierten die Beteiligung einer Gruppierung von Proteinen, die als CCR4-NOT-Komplex bezeichnet werden, was für die Auslöser der Entsorgung von mRNA verantwortlich ist.

„Wir fanden heraus, dass dieser Komplex die mRNA -Spiegel reduziert, was die Übersetzung von NPC -Bausteinen verringert“, sagte Sakuma. „Dies bedeutet, dass es möglich ist, die Anzahl der NPCs auf unterschiedliche Weise zu regulieren, indem die Proteintranslation oder -abbau oder die Stabilisierung oder Destabilisierung von mRNAs verändert werden.“

Die Forscher lernen nicht nur mehr über diese Top-Regulatoren, sondern untersuchen auch andere Faktoren, die im genomweiten Bildschirm identifiziert wurden und die möglicherweise für die Feinabstimmung von NPCs verwendet werden können, sowie nach kleinen Molekülen, die NPCs manipulieren können.

Mit zusätzlicher Forschung wollen D’Angelo und sein Team Wege finden, NPCs bei rücksichtslos wachsenden Krebszellen zu reduzieren, um das Fortschreiten der Krankheit zu stoppen oder zu verzögern.

„Unsere frühere Arbeiten haben festgestellt, dass die Reduzierung der Anzahl der NPCs eine vielversprechende Strategie für Krebsbehandlungen ist, und wir entwickeln nun Methoden, um dies zu tun“, sagte D’Angelo. Die Gruppe arbeitet auch daran, die NPC -Funktion in Gehirnzellen zu erhöhen, die mit neurodegenerativen Erkrankungen wie Demenz betroffen sind.