屏障和分子链将Joubert综合征蛋白困在纤毛中
一欧宝娱乐地址种引起Joubert综合征的纤毛疾病蛋白质ARL-13,在纤毛基底上活跃地运输,分子扩散障碍阻止了它的离开,根据UCD Conway研究所发表在《医学快报》上的新研究公共科学图书馆遗传学.
初级纤毛是从大多数人类细胞表面延伸出的毛发状突起,是将外界感觉和信号信息传回细胞的重要天线。纤毛结构或功能的破坏会导致一系列被称为纤毛病的疾病,与多种症状有关,包括囊肾、失明、骨形成缺陷、智力迟钝和肥胖。
纤毛的一个重要特征是它的分隔性。这使得许多蛋白质,包括那些涉及纤毛病的蛋白质,在它们起作用的结构中特别富集。尽管人们对纤毛区隔化的过程还不甚了解,但人们认为纤毛区隔化的过程涉及主动运输系统,如毛束内运输(IFT)和纤毛基部的分子扩散屏障(过渡区).
通过结合遗传学和实时成像的方法,奥利弗·布莱克博士和他在UCD康威研究所的团队实时记录了分子在纤毛基部的运动,这提供了关于屏障本身的动力学信息。他们认为,这是光漂白(FRAP)后的荧光恢复首次被用于“体内”环境,以评估蛋白质在纤毛内外的扩散。
研究小组发现,引起Meckel综合征和肾炎的蛋白质与Joubert综合征的症状相关,在过渡区组成了一个屏障,防止纤毛膜相关的ARL-13泄漏出纤毛。相反,他们发现IFT蛋白在屏障形成中没有作用,而是主动运输ARL-13穿过屏障所必需的。
在评论这项研究的意义时,布莱克博士说:“我们已经能够直接在体内测试主动转运和膜的相互作用扩散的障碍限制蛋白质到纤毛的机制。我们发现Joubert综合征相关的ARL-13可以作为从睫睫体周膜进入纤毛的囊膜内运输(IFT)列车的货物,穿过由MKS和NPHP直接调节的过渡区屏障(纤毛疾病)的蛋白质。
这些发现扩展了我们之前的工作,认为在纤毛基部有扩散屏障,并再次显示了线虫遗传学和成像如何成为揭示细胞生物学和人类疾病基因病理机制的基本原理的强大盟友。”
布莱克团队领导了整个研究,他们与UCD康威成像核心设施合作开发了FRAP技术。他们还与内梅亨大学和图宾根大学的同事合作,使用半定量和定量(SILAC)亲和蛋白质组学确定人类Arl13b复合体的组成。
布莱克博士和他的团队现在希望利用他们的FRAP试验来发现更多直接负责在睫状基部建立扩散屏障的基因,并确定它们对屏障功能的精确动力学贡献。
在更广泛的层面上,这项工作将有助于阐明信号传递过程是如何局限在细胞质膜的小区域内的。