Dolar 13,7033
Euro 15,5541
Altın 785,05
BİST 2.005
Adana Adıyaman Afyon Ağrı Aksaray Amasya Ankara Antalya Ardahan Artvin Aydın Balıkesir Bartın Batman Bayburt Bilecik Bingöl Bitlis Bolu Burdur Bursa Çanakkale Çankırı Çorum Denizli Diyarbakır Düzce Edirne Elazığ Erzincan Erzurum Eskişehir Gaziantep Giresun Gümüşhane Hakkari Hatay Iğdır Isparta İstanbul İzmir K.Maraş Karabük Karaman Kars Kastamonu Kayseri Kırıkkale Kırklareli Kırşehir Kilis Kocaeli Konya Kütahya Malatya Manisa Mardin Mersin Muğla Muş Nevşehir Niğde Ordu Osmaniye Rize Sakarya Samsun Siirt Sinop Sivas Şanlıurfa Şırnak Tekirdağ Tokat Trabzon Tunceli Uşak Van Yalova Yozgat Zonguldak
İstanbul 13 °C
Sağanak Yağışlı

Nükleer Gözenek Kompleksi: Hücresel Ortamlar Moleküler Mimariyi Şekillendiriyor

17.10.2021
106
Nükleer Gözenek Kompleksi: Hücresel Ortamlar Moleküler Mimariyi Şekillendiriyor
İnsan Nükleer Gözenek Kompleksi

İnsan nükleer gözenek kompleksinin bir modeli, gözeneğin üç halkasını oluşturan ana proteinleri tasvir eder. Yukarıdan aşağıya: Sitoplazmik Halka mavi ve sarıdır; İç Halka turuncu ve pembedir; ve Nükleoplazmik Halka açık mavi ve altın rengindedir. Kredi bilgileri: Anthony Schuller

Araştırmacılar, doğrudan hücrelerin içinde çalışarak nükleer gözenek kompleksi adı verilen bir yapının daha eksiksiz bir resmini elde ediyor.

Bağlam önemlidir. Hücrelerimizin içinde hayati işlevleri yerine getiren küçük moleküler makineler de dahil olmak üzere, yaşamın birçok yönü için geçerlidir.

Bilim adamları genellikle proteinler veya organeller gibi hücresel bileşenleri tek tek incelemek için saflaştırırlar. Ancak dergide 13 Ekim 2021’de yayınlanan yeni bir çalışma, Doğa Bu uygulamanın söz konusu bileşenleri büyük ölçüde değiştirebileceğini öne sürüyor.

Araştırmacılar, doğrudan hücrelerin içinde nükleer gözenek kompleksi (NPC) adı verilen büyük, halka şeklindeki bir yapıyı incelemek için bir yöntem geliştirdiler. Elde ettikleri sonuçlar, gözeneğin önceden düşünülenden daha büyük boyutlara sahip olduğunu ortaya çıkardı ve karmaşık moleküllerin doğal ortamlarında analiz edilmesinin önemini vurguladı.

Boris Magasanik Biyoloji Profesörü Thomas Schwartz, “Hücresel ortamın NPC gibi büyük yapılar üzerinde önemli bir etkisi olduğunu gösterdik, ki bu başladığımızda beklemediğimiz bir şeydi” diyor. İLE BİRLİKTE ve çalışmanın ortak kıdemli yazarı. “Bilim adamları genellikle büyük moleküllerin temel özelliklerini bir hücrenin içinde ve dışında sürdürebilecek kadar kararlı olduğunu düşünmüşlerdir, ancak bulgularımız bu varsayımı tersine çevirmektedir.”

İnsanlar ve hayvanlar gibi ökaryotlarda, bir hücrenin çoğu DNA çekirdek adı verilen yuvarlak bir yapıda depolanır. Bu organel, çekirdekteki genetik materyali hücrenin geri kalanını dolduran kalın sıvıdan ayıran koruyucu bir bariyer olan nükleer zarf tarafından korunmaktadır. Ancak moleküllerin, gen ifadesi de dahil olmak üzere önemli süreçleri kolaylaştırmak için çekirdeğe girip çıkmak için hala bir yola ihtiyacı var. İşte burada NPC devreye giriyor. Yüzlerce – bazen binlerce – bu gözeneklerden nükleer zarfa gömülü, belirli moleküllerin geçmesine izin veren geçitler yaratıyor.

Çalışmanın ilk yazarı, eski MIT postdoc Anthony Schuller, NPC’leri bir spor stadyumundaki kapılarla karşılaştırıyor. “İçerideki oyuna erişmek istiyorsanız biletinizi göstermeniz ve bu kapılardan birinden geçmeniz gerekiyor” diye açıklıyor.


Nükleer Gözenek Kompleksine Yakından Bakış

CR = Sitoplazmik Halka
IR = İç Halka
NR = Nükleoplazmik Halka

NPC, insan standartlarına göre küçük olabilir, ancak hücredeki en büyük yapılardan biridir. Yapısını ayrıştırmayı zorlaştıran yaklaşık 500 proteinden oluşur. Geleneksel olarak, bilim adamları, X-ışını kristalografisi adı verilen bir yöntem kullanarak parça parça incelemek için onu ayrı bileşenlere ayırdılar. Schwartz’a göre, NPC’yi daha doğal bir ortamda analiz etmek için gereken teknoloji ancak son zamanlarda kullanılabilir hale geldi.

Schuller ve Schwartz, Zürih Üniversitesi’nden araştırmacılarla birlikte, gözenek yapısını çözmek için iki modern yaklaşım kullandı: kriyo odaklı iyon ışını (kriyo-FIB) öğütme ve kriyo-elektron tomografisi (kriyo-ET).

Bütün bir hücre, bir elektron mikroskobu altında bakılamayacak kadar kalındır. Ancak araştırmacılar, MIT.nano’nun Otomatik Kriyojenik Elektron Mikroskobu Merkezi’nde ve Koch Bütünleştirici Kanser Araştırmaları Enstitüsü’nün Peterson (1957) Nanoteknoloji Malzemeler Çekirdek Tesisinde bulunan kriyo-FIB ekipmanını kullanarak donmuş kolon hücrelerini ince tabakalar halinde dilimlediler. Bunu yaparken ekip, NPC’lere tek başına bakmak yerine, NPC’leri içeren hücrelerin enine kesitlerini yakaladı.

Schwartz, “Bu yaklaşımla ilgili şaşırtıcı olan şey, hücreyi neredeyse hiç manipüle etmemiş olmamızdır” diyor. “Hücrenin iç yapısını bozmadık. Devrim budur.”

Araştırmacıların mikroskopi görüntülerine baktıklarında gördükleri, NPC’nin mevcut açıklamalarından oldukça farklıydı. Gözeneğin merkezi kanalını oluşturan en içteki halka yapısının önceden düşünülenden çok daha geniş olduğunu görünce şaşırdılar. Doğal ortamında bırakıldığında, gözenek 57 nanometreye kadar açılıyor ve bu da önceki tahminlere kıyasla hacimde yüzde 75 artış sağlıyor. Ekip ayrıca, NPC’nin çeşitli bileşenlerinin, gözeneklerin boyutlarını ve genel mimarisini tanımlamak için birlikte nasıl çalıştığına daha yakından bakmayı başardı.

Schuller, “Hücresel ortamın NPC yapısını etkilediğini gösterdik, ancak şimdi nasıl ve neden olduğunu bulmamız gerekiyor” diyor. Tüm proteinler saflaştırılamaz, diye ekliyor, bu nedenle kriyo-ET ve kriyo-FIB kombinasyonu, çeşitli diğer hücresel bileşenleri incelemek için de faydalı olacaktır. “Bu ikili yaklaşım her şeyin kilidini açıyor.”

Almanya’daki RWTH Aachen Üniversitesi’nde biyokimya profesörü olan Wolfram Antonin, “Bu makale, teknik ilerlemelerin, bu durumda kriyo odaklı iyon ışınıyla öğütülmüş insan hücreleri üzerindeki kriyo-elektron tomografisinin, hücresel yapıların yeni bir resmini nasıl sağladığını güzel bir şekilde gösteriyor” diyor. çalışmada yer almadı. NPC’nin merkezi taşıma kanalının çapının önceden düşünülenden daha büyük olması, gözeneğin etkileyici yapısal esnekliğe sahip olabileceğini ima ediyor. Antonin, “Hücrenin artan taşıma taleplerine uyum sağlaması önemli olabilir” diye açıklıyor.

Daha sonra, Schuller ve Schwartz, gözenek boyutunun hangi moleküllerin geçebileceğini nasıl etkilediğini anlamayı umuyor. Örneğin, bilim adamları ancak son zamanlarda, gözeneğin HIV gibi sağlam virüslerin çekirdeğe girmesine izin verecek kadar büyük olduğunu belirlediler. Aynı ilke tıbbi tedaviler için de geçerlidir: yalnızca belirli özelliklere sahip uygun büyüklükteki ilaçlar hücrenin DNA’sına erişebilecektir.

Schwartz özellikle tüm NPC’lerin eşit yaratılıp yaratılmadığını veya yapılarının türler veya hücre türleri arasında farklılık gösterip göstermediğini merak ediyor.

“Hücreleri her zaman manipüle ettik ve bireysel bileşenleri kendi yerel bağlamlarından çıkardık” diyor. “Artık bu yöntemin düşündüğümüzden çok daha büyük sonuçları olabileceğini biliyoruz.”

Referans: Anthony P. Schuller, Matthias Wojtynek, David Mankus, Meltem Tatli, Rafael Kronenberg-Tenga, Saroj G. Regmi, Phat V. Dip, Abigail KR Lytton-Jean, Edward tarafından “Hücresel ortam nükleer gözenek kompleksi mimarisini şekillendiriyor” J. Brignole, Mary Dasso, Karsten Weis, Ohad Medalia ve Thomas U. Schwartz, 13 Ekim 2021, Doğa.
DOI: 10.1038 / s41586-021-03985-3

.

ETİKETLER: ,
ZİYARETÇİ YORUMLARI - 0 YORUM

Henüz yorum yapılmamış.