為了跟蹤環境，細胞使用纖毛，一種類似天線的結構，可以感知各種刺激，包括細胞外的液體流動?；蛉毕輰е吕w毛功能失調和失去感覺能力，可導致被稱為“纖毛病”的疾病，包括多囊腎病；但是它們也會破壞胚胎發育過程中內部器官正確的不對稱位置——即所謂的“器官偏則化”。這種不對稱的一個例子是心臟，它通常位于左側，正確地將其血管置于左右不對稱的排列中對于有效地在全身供應氧氣至關重要。EPFL生命科學學院(瑞士實驗癌癥研究所)的Daniel Constam教授說，“因此，深入了解調節纖毛感覺功能以調節器官側邊的分子機制是很重要的。”
在一項新的研究中，由Constam和EPFL生物工程研究所的Matteo Dal Peraro教授領導的研究人員發現，由流動感應纖毛激活以指定器官側側的因子受到另外兩種與纖毛病相關的蛋白質的嚴格調節，這些蛋白質的分子功能迄今為止一直難以捉摸。這項研究發表在《PLoS Biology》上。
我們已經知道，纖毛的血流刺激通過激活一種叫做BICC1的蛋白質來決定左右不對稱。BICC1結合細胞內特定的信使RNA (mRNA)來加速它們的衰變，但具體來說是在身體未來的左側——就像一個開關，調節在特定位置“制造”組織的內容、位置和數量。我們不知道的是這種mRNA結合活性本身是如何調節的。
在這項新研究中，研究人員發現BICC1的mRNA結合是由另外兩種蛋白質ANKS3和ANKS6共同調節的，這是一個復雜的蛋白質網絡。Constam說，“我們關注ANKS3和ANKS6，因為這兩種蛋白質最近都參與了調節器官的側性。ANKS6也在腎臟病患者的一個亞群中發生突變。然而，ANKS3和ANKS6如何在分子水平上起作用仍有待確定。”
科學家們發現ANKS3和ANKS6與BICC1的網絡在一個優雅的分子舞蹈中涉及多個接觸位點：ANKS3與mRNA競爭結合BICC1，但反過來由ANKS6蛋白調節以控制其如何與BICC1相互作用。ANKS6誘導的ANKS3-Bicc1復合體的這些結構變化決定了BICC1是否可以訪問特定的mRNA。
Constam說：“多價蛋白-RNA相互作用網絡通常由蛋白質中的無序區域控制。相比之下，我們發現BICC1網絡是由結構良好的蛋白質結構域的特定表面介導的，這些結構域相互競爭或合作。ANKS3和ANKS6之間的合作將BICC1結合到特定mRNA上，這代表了基因表達調控的新范式。”
除了有助于我們對器官發育的基本理解之外，這項研究還為纖毛如何利用這種復雜的開關以及纖毛的流動感應被抑制的遺傳疾病的未來治療開辟了重要的新研究途徑。
Constam說：“我們的發現對纖毛病有意義。在我們的一生中，沒有人試圖治愈先天性器官偏側缺陷，而恢復纖毛的感覺功能是治療嚴重慢性疾病(如多囊腎病和腎病)的首要任務。”
本網站所有轉載文章系出于傳遞更多信息之目的，轉載內容不代表本站立場。不希望被轉載的媒體或個人可與我們聯系，我們將立即進行刪除處理。
