首次描绘细胞核孔的完整结构

近原子分辨率的核孔复合体结构(图片来源:原论文)

我们的身体,由接近100万亿个细胞组成。细胞上,有一种重要的组成部分,叫核孔。它们是镶嵌在细胞核膜中的一种复合物,也是细胞核与细胞之间物质交换的通道:比如,从基因中转录的mRNA需要被运出细胞核,才能被翻译成蛋白序列。如果没有核孔,细胞和人体的功能无法正常运转。最近,加州理工学院的一支研究团队,在将近20年的努力之后,绘制出了核孔复合体(NPC)细胞质面的分子结构图,并将论文发表在《科学》杂志。

解开核孔复合体的结构需要时间,因为其中包含了上千个蛋白质,绘制一个蛋白质的图谱可能需要数年,然后还要把它们组合在一起——整个过程就像一个巨大的3D拼图游戏,但每一块拼图小到用光学显微镜都看不见。研究团队利用高能X射线照射结晶的核孔复合体样本,观察它的结构,了解了当中的许多部分是如何通过“胶水”蛋白质结合到一起的。科学家说,X射线晶体学提供了蛋白质的原子级细节,帮助团队绘制出核孔复合体的完整结构图。而确定了结构后,研究者就可以探索核孔复合体各种功能的分子基础(如mRNA怎样输出),并可能为相关疾病的研究带来启发。