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　　非洲爪蟾細(xì)胞局部NPC的三維結(jié)構(gòu) 

　　 非洲爪蟾NPC細(xì)胞質(zhì)環(huán)整體結(jié)構(gòu) 

　　近日，西湖大學(xué)施一公團(tuán)隊(duì)及合作者在bioRxiv接連發(fā)布兩篇預(yù)印本，解析了來自非洲爪蟾核孔復(fù)合體的胞質(zhì)環(huán)的近原子分辨率結(jié)構(gòu)以及環(huán)繞其的腔環(huán)結(jié)構(gòu)。（bioRxiv所有論文未經(jīng)同行評(píng)議）。

　　核孔復(fù)合體（NPC）擔(dān)負(fù)著真核生物細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)之間繁忙的運(yùn)輸大分子或顆粒物質(zhì)的任務(wù)，也是其連接胞質(zhì)和細(xì)胞核的唯一雙向通道。解析NPC結(jié)構(gòu)有助于科學(xué)家了解蛋白和核酸進(jìn)出細(xì)胞的分子機(jī)制。

　　非洲爪蟾是一種重要的模式生物。研究人員利用冷凍電鏡斷層成像技術(shù)（cryo-ET），分析了來自非洲爪蟾卵母細(xì)胞的NPC腔環(huán)的結(jié)構(gòu)。而且，所觀察到的腔環(huán)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)特征，又通過單粒子冷凍電鏡技術(shù)（cryo-EM）分析得到了獨(dú)立驗(yàn)證。論文于3月29日發(fā)布。

　　結(jié)果顯示，腔環(huán)包括8個(gè)蝶形亞基，每個(gè)包含兩個(gè)對(duì)稱翼。每個(gè)翼由4個(gè)細(xì)長(zhǎng)的管狀體組成。在腔環(huán)亞基內(nèi)，8個(gè)原體形成了兩個(gè)結(jié)構(gòu)域，其中一個(gè)為Finger結(jié)構(gòu)域，該結(jié)構(gòu)與直接接觸在內(nèi)部核細(xì)胞膜和外部核細(xì)胞膜間的融合處；另一個(gè)為Grid結(jié)構(gòu)域，它是Finger結(jié)構(gòu)域的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

　　兩個(gè)鄰近的腔環(huán)亞基間，通過翼的側(cè)面邊緣與對(duì)方相互作用，并由此形成了一個(gè)Bumper結(jié)構(gòu)域，似乎起著緩沖鄰近NPC的作用。研究揭示了以前不為人知的腔環(huán)特征，并且有助于解釋NPC的彈性性質(zhì)。

　　在另一篇論文中，施一公等人則解析了非洲爪蟾NPC胞質(zhì)環(huán)的結(jié)構(gòu)。NPC具有結(jié)構(gòu)可塑性，僅在細(xì)胞質(zhì)環(huán)的局部分辨率達(dá)15 ?時(shí)才能被表征出來。研究人員使用單粒子cryo-EM分析了非洲爪蟾NPC細(xì)胞質(zhì)環(huán)，得出結(jié)構(gòu)的平均分辨率5.5~7.9 ?。具體而言，結(jié)構(gòu)模型核心區(qū)域平均分辨率為5.5 ?，局部分辨率達(dá)到4.5 ?。論文發(fā)布于3月28日。

　　研究人員表示，每個(gè)細(xì)胞質(zhì)環(huán)亞基中的兩個(gè)Y復(fù)合體不僅相互作用，還與來自側(cè)翼亞基的復(fù)合體相互作用，形成環(huán)狀支架。在每個(gè)細(xì)胞質(zhì)環(huán)亞基中，包含Nup358區(qū)域包裹著兩個(gè)Y復(fù)合體的莖，可能以此穩(wěn)定了支架。Nup205則連接兩個(gè)Y復(fù)合體的短臂，并與鄰近Y復(fù)合體的莖相聯(lián)系。而包含Nup214的區(qū)域使用一個(gè)延伸的卷曲螺旋將兩個(gè)Y復(fù)合體的Nup85連接起來，并延伸到NPC的軸向孔隙中。研究人員表示，這些結(jié)構(gòu)有助于人們洞悉NPC 組裝，為搭建原子分辨率的模型提供了指導(dǎo)。

　　相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1101/2020.03.27.009381

　　https://doi.org/10.1101/2020.03.27.009407