科学家们成功开发新方法,揭示细胞器间的重要通讯机制
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浦项科技大学、大邱天主教大学医学院和首尔国立大学的合作推出了一项新策略,用于识别细胞器间通讯中关键蛋白质。这一方法提升了我们在确定特定时空条件下细胞器相互作用所需蛋白质的能力。
在细胞生物学领域,揭示细胞功能的复杂性在分子水平上仍是首要任务。目前科学关注点集中在理解细胞器接触位点之间的相互作用,特别是线粒体和内质网之间的互动。这些位点是脂质和钙等必要生物分子交换的关键枢纽,而这些生物分子对细胞稳态的维持至关重要。细胞器间通讯的中断与多种疾病的发生相关,如神经退行性疾病,强调了需要揭示控制细胞器相互作用的机制。然而,由于缺乏有效工具,研究这些动态复合物带来挑战,使对内质网和线粒体接触位点的探索变得复杂。
鉴于这一要求,POSTECH、大邱天主教大学医学院和首尔国立大学的科学家们携手努力,研发了一项名为“OrthoID”的创新策略。该策略已在《自然通讯》上专题报道,旨在提升我们识别在这些重要交流中扮演介质角色的蛋白质的能力,以迎接这一挑战。
传统的方法通常会依赖于天然界中的链霉亲和素-生物素(SA-BT)来标记和分离介质蛋白。然而,这种方法存在一些局限性,尤其是在捕捉不同细胞器间蛋白质相互作用的全谱方面。OrthoID 引入了额外的合成结合对葫芦[7]uril-金刚烷(CB[7]-Ad),与SA-BT 结合使用,成功地克服了这些限制。采用相互正交的结合对系统的组合,能够更准确地识别和分析在内质网和线粒体之间自由易位的介导蛋白,有助于更深入地探索参与细胞器接触位点的蛋白质,并揭示它们在细胞功能和疾病中的作用机制。
科研人员通过精细实验证实了OrthoID 在标记参与细胞器交流动态过程的蛋白质方面具有高效性。他们利用邻近标记技术(比如APEX2 和 TurboID)和正交组合系统,成功地标记并分离蛋白质,有助于促进线粒体和内质网之间的关键相互作用。这种方法不仅确认了已知参与内质网-线粒体接触的蛋白质,还发现了一些新的候选蛋白质,其中包括LRC59,其在接触位点上的功能以前未知。此外,在线粒体自噬等关键细胞过程中,他们成功地鉴定了内质网-线粒体连接位置经历结构和位置变化的多个蛋白质组,从而实现了对受损线粒体的有针对性降解。
OrthoID的最大优势之一在于其灵活性和模块化,"负责该研究的浦项科技大学的金九教授表示。这种灵活性不仅可以用于研究各种细胞器的接触点,同时也为探索复杂的细胞通信开辟了新的途径,克服了现有方法的技术限制。
2024-12-04
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