Store molekyler har brug for mere hjælp til at rejse gennem en kernepore ind i cellekernen

Store molekyler har brug for mere hjælp til at rejse gennem en kernepore ind i cellekernen
Store molekyler har brug for mere hjælp til at rejse gennem en kernepore ind i cellekernen
Anonim

En ny undersøgelse inden for biofysik har afsløret, hvordan store molekyler er i stand til at trænge ind i en celles kerne. Et hold ledet af professor Edward Lemke fra Johannes Gutenberg University Mainz (JGU) har således givet vigtig indsigt i, hvordan nogle vira for eksempel kan trænge ind i cellekernen, hvor de kan fortsætte med at formere sig og inficere andre. De har også påvist, at effektiviteten af transport ind i en celle falder, når størrelsen af molekylerne øges, og hvordan tilsvarende signaler på overfladen kan kompensere for dette.

"Vi har været i stand til at opnå ny forståelse for transport af store biostrukturer, hvilket hjalp os med at udvikle en simpel model, der beskriver, hvordan dette virker," sagde Lemke, specialist inden for biofysisk kemi. Han er professor i syntetisk biofysik ved JGU og adjungeret direktør for Institute of Molecular Biology (IMB) i Mainz.

Nuklear lokaliseringssignaler letter hurtig adgang

En typisk pattedyrcelle har omkring 2.000 nukleare porer, som fungerer som passager fra cellecytoplasmaet ind i cellekernen og omvendt. Disse porer i den nukleare kappe fungerer som gatekeepere, der kontrollerer adgang og nægter adgang til større molekyler på omkring fem nanometer i diameter og større. Molekyler, der har bestemte nukleare lokaliseringssekvenser på deres overflade, kan binde sig til strukturer i nukleare porer, hvilket gør det muligt for dem at trænge ind i kernen hurtigt. "Atomporer er bemærkelsesværdige i den mangfoldighed af laster, de kan transportere. De importerer proteiner og vira ind i kernen og eksporterer ribonukleinsyrer og proteiner til cellecytoplasmaet," forklarede Lemke og beskrev funktionen af disse porer. "På trods af processens fundamentale biologiske relevans har det altid været en gåde, hvor store ladninger større end 15 nanometer transporteres effektivt, især i lyset af dimensionerne og strukturerne af selve nukleare porer."

Med dette sind og som en del af deres projekt designede forskerne et sæt store modeltransportgods. Disse var baseret på capsider, dvs. protein-"skaller" i vira, der omslutter det virale genom. Lastmodellerne med en diameter på mellem 17 og 36 nanometer blev derefter fluorescerende mærket, så de kunne observeres på vej gennem celler. Capsidmodeller uden nukleare lokaliseringssignaler på deres overflade forblev i cellecytoplasmaet og kom ikke ind i cellekernen. Efterhånden som antallet af nukleare lokaliseringssignaler steg, blev akkumuleringen af modelkapsid i kernen mere effektiv. Men endnu mere interessant fandt forskerne ud af, at jo større kapsid, jo større var antallet af nukleare lokaliseringssignaler, der var nødvendige for at muliggøre effektiv transport ind i kernen.

Forskerholdet undersøgte en række capsider af forskellige vira, herunder hepatitis B-capsiden, den største last, der blev brugt i denne undersøgelse. Men selv at øge antallet af nukleare lokaliseringssignaler til 240 resulterede ikke i transporten af dette capsid ind i kernen. Dette svarer til resultaterne af tidligere undersøgelser af hepatitis B-virus, der har indikeret, at kun den modne infektiøse virus er i stand til at passere gennem en nuklear pore ind i kernen.

Samarbejde muliggjorde udviklingen af en matematisk model

I samarbejde med professor Anton Zilman fra University of Toronto i Canada blev der udviklet en matematisk model for at kaste lys over transportmekanismen og etablere de vigtigste faktorer, der bestemmer transportens effektivitet."Vores simple biofysiske model med to parametre har genskabt kravene til nuklear transport og afsløret vigtige molekylære determinanter for transporten af store biologiske laster på celler," konkluderede førsteforfatter Giulia Paci, der udførte undersøgelsen som en del af sin ph.d.-afhandling på European Molecular Biology Laboratory (EMBL) i Heidelberg.

Populært emne.

Trends

Populær for måneden

  • 20 procent flere træer i megabyer ville betyde renere luft og vand, lavere kulstof- og energiforbrug

    Plantering af 20 procent flere træer i vores megabyer ville fordoble fordelene ved byskove, såsom forureningsreduktion, kulstofbinding og energireduktion, ifølge en undersøgelse i Ecological Modeling. Forfatterne af undersøgelsen, som blev udført på Parthenope Universitet i Napoli i Italien, siger, at byplanlæggere, beboere og andre interessenter bør begynde at lede i byerne efter naturressourcer og bevare naturen i vores byområder ved at plante flere træer.

  • NOAA: 2017 var det tredje varmeste år nogensinde i verden: NOAA, NASA-forskere bekræfter, at jordens langsigtede opvarmningstendens fortsætter

    Efter tre år i træk med rekordhøje temperaturer for kloden var Jorden en lidt køligere planet i 2017. Men ikke meget. Jordens globale gennemsnitlige temperatur for 2017 gjorde det til det tredjevarmeste år i NOAA's 138-årige klimarekord, efter 2016 (varmeste) og 2015 (næstvarmeste).

  • Langsigtet opvarmningstendens fortsatte i 2017: NASA, NOAA

    Jordens globale overfladetemperaturer i 2017 rangeret som de næstvarmeste siden 1880 ifølge en analyse fra NASA. For at fortsætte planetens langsigtede opvarmningstrend var de globale gennemsnitlige temperaturer i 2017 1,62 grader Fahrenheit (0,90 grader Celsius) varmere end gennemsnittet fra 1951 til 1980, ifølge forskere ved NASA's Goddard Institute for Space Studies (GISS) i New York.

  • Midlertidige 'badekarafløb' i havkoncentratfloden

    Et eksperiment med den største flotille af sensorer, der nogensinde er udsat i et enkelt område, giver ny indsigt i, hvordan havaffald, eller flotsam, bevæger sig på havets overflade. Eksperimentet udført i Den Mexicanske Golf nær stedet for Deepwater Horizon-olieudslippet placerede hundredvis af drivende sensorer for at observere, hvordan materiale bevæger sig på havets overflade.

  • Kødædere af dyr kunne være vores magtfulde allierede

    Kødædende dyr, der lever i og omkring menneskers beboelse, er i tilbagegang med en hidtil uset hastighed - men de kan give afgørende fordele for menneskelige samfund. En international gennemgang ledet af forskere fra University of Queensland har afsløret, at rovdyr og ådselædere lige fra flagermus til leoparder og gribbe er værdifulde for menneskers sundhed og velvære.

  • Jaghunde som mulige vektorer for infektionssygdommen tularaemia

    Tulariæmi er en smitsom bakteriesygdom, der er livstruende for gnavere, kaniner og harer, men som også kan smitte mennesker og hunde. Mens kontakt med forurenet blod eller kød gør jægere til en højrisikogruppe, er hyppigheden af infektioner blandt jagthunde ikke blevet undersøgt meget.

  • Hvordan planter ser lys

    Proteinerne PCH1 og PCHL hjælper planterne med at tilpasse sig deres omgivelser. Planter reagerer følsomt på ændringer i deres omgivelser og besidder evnen til at tilpasse sig dem. De bruger fotoreceptorproteinet phytochrom B til at se lys og regulerer derefter processer som frøspiring, kimplanteudvikling, langsgående vækst og blomsterdannelse.

  • En overlevelseslektion fra flagermus: At spise variation får arterne til at formere sig

    Kost er en vigtig faktor, der påvirker alle arters overlevelse og udvikling. Mange undersøgelser har vist, at når arter udvikler sig fra at være et rovdyr eller insektæder til at være vegetar, stiger hastigheden, hvormed nye arter opstår. Men en ny undersøgelse offentliggjort i Ecology Letters afslører, at altædende New World noctilionoid flagermus, de arter med diæter, der omfatter både plante- og animalske materialer, producerer flere generationer i det lange løb end speciali

  • Pentagon bygget med mineraliserede mikrober, der går forud for dinosaurer

    En ny undersøgelse ledet af The Australian National University (ANU) har fundet ud af, at nogle af byggestenene i Pentagon og Empire State Building blev lavet af mikrober, der levede for op til 340 millioner år siden, før dinosaurerne. Materialet, kendt som oolitisk kalksten, er et populært byggemateriale over hele verden og er næsten fuldstændigt lavet af millimeterstore kugler af karbonat kaldet ooider.

  • Klimaændringer forbundet med flere blomstrende skove

    Ny forskning fra en videnskabsmand fra Florida State University har afsløret et overraskende forhold mellem stigende atmosfærisk kuldioxid og blomsteropblomstringer i en fjerntliggende tropisk skov. FSU-forskere, der studerede de rige tropiske skove på Panamas Barro Colorado-ø, fandt ud af, at stigningen i kuldioxid har sat scenen for en stigning i flere årtier i den samlede blomsterproduktion.

  • Bylys sætter fælder for trækfugle: Hvordan fugle bliver tiltrukket af kunstig lysforurening i byområder

    På deres efterårstræk sydpå på den nordlige halvkugle bliver snesevis af fugle lokket af kunstig lysforurening ind i byområder, der kan være en økologisk fælde, ifølge University of Delawares Jeff Buler. Buler, lektor i UD's Department of Entomology and Wildlife Ecology, og hans forskerhold brugte 16 vejrovervågningsradarer fra det nordøstlige USA over en syvårig periode til at kortlægge fordelingen af trækfugle under deres efterårsstop.

  • Kan det tage år fra dit liv at være for social?

    Store jordegern kaldet gulbugede murmeldyr lever i gennemsnit meget længere, hvis de er mindre sociale og mere isolerede, end hvis de er mere sociale og mindre isolerede, har en UCLA-ledet langtidsundersøgelse fundet. Et team af biologer studerede 66 voksne hunmurmeldyr fra 2002 til 2015 på Rocky Mountain Biological Laboratory i det vestlige Colorado.

  • Radioaktivitet fra olie- og gasspildevand fortsætter i Pennsylvania-strømsedimenter: Radioaktivitet i sedimenter på tre deponeringssteder målt 650 gange højere end norm alt

    Mere end syv år efter embedsmænd i Pennsylvania anmodede om, at bortskaffelsen af radiumfyldt fracking-spildevand i overfladevand begrænses, viser en ny Duke University-undersøgelse, at høje niveauer af radioaktivitet fortsætter i strømsedimenter på tre deponeringssteder.

  • Celler, der mangler kerner, kæmper for at bevæge sig i 3D-miljøer

    Forskere fra University of North Carolina Lineberger Comprehensive Cancer Center har afsløret nye detaljer om, hvordan kernens fysiske egenskaber påvirker, hvordan celler kan bevæge sig rundt i forskellige miljøer - såsom "blødt" væv som hjerne og fedt eller "

  • Bybende undersøgelse viser, hvordan planter mærker verden: Denne forståelse kan hjælpe kommercielle afgrøder til at modstå patogener og tørke

    Planter mangler øjne og ører, men de kan stadig se, høre, lugte og reagere på miljømæssige signaler og farer - især på virulente patogener. Det gør de ved hjælp af hundredvis af membranproteiner, der kan mærke mikrober eller andre belastninger.

  • Bio-fornybar proces kunne hjælpe ‘green’ plast

    Da John Wesley Hyatt patenterede den første industrielle plastik i 1869, var hans hensigt at skabe et alternativ til den elfenbensbro af elefanten, der blev brugt til at lave klavertangenter. Men denne tidlige plastik udløste også en revolution i den måde, folk tænkte på fremstilling:

  • Virus har vist sig at være en sandsynlig årsag til mystisk polio-lignende sygdom

    En større gennemgang af medicinske forskere fra UNSW Sydney har identificeret stærke beviser for, at en virus kaldet Enterovirus D68 er årsagen til en mystisk polio-lignende sygdom, der har lammet børn i USA, Canada og Europa. Undersøgelsen, af et hold ledet af UNSW professor Raina MacIntyre, direktør for NHMRC Center for Research Excellence in Epidemic Response, er offentliggjort i tidsskriftet Eurosurveillance.

  • Vacciner beskytter ikke opdrættede fisk mod sygdom

    Vaccinerne, der bruges af kommercielle fiskeopdrættere, beskytter ikke fisk mod sygdom, ifølge en ny undersøgelse. Undersøgelsen er udarbejdet af forskere ved University of Waterloo, det pavelige katolske universitet i Valparaiso og Chiles universitet i Valparaiso.

  • Varmetab fra Jordens indre udløser isskjold mod havet

    Grønlands indlandsis bliver mindre og mindre. Afsmeltningen sker med øget styrke og med en hastighed, som ingen modeller tidligere har forudsagt. I dag præsenterer forskere fra Arktisk Forskningscenter, Aarhus Universitet og Grønlands Naturinstitut i tidsskriftet Scientific Reports resultater, der for første gang viser, at den nordøstlige del af det dybe bundvand Grønlands fjorde bliver varmet op af varme, der gradvist tabes fra Jordens indre.

  • Hunkatte er mere tilbøjelige til at være højrehåndede, opdager forskere

    Forskere ved Queen's University Belfast har fundet ud af, at hunkatte er meget mere tilbøjelige til at bruge deres højre pote end hanner. Dr. Louise McDowell, Dr. Deborah Wells og professor Peter Hepper fra School of Psychology ved Queen's, rekrutterede 44 katte til undersøgelsen og fandt ud af, at selvom der ikke var nogen generel befolkningspræference som den menneskelige præference for højrehåndethed, var der en kønspræference.

Bedste anmeldelser for året