J CELL BIOL | 傅静雁团队揭示中心体核心蛋白组分9轴对称的超高分辨模型 | |||||||
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研究人员首先运用受激发射损耗(STimulated Emission Depletion,STED)超高分辨显微技术实现对中心体蛋白在50 nm左右分辨率的观察,发现果蝇中心体蛋白Sas6、Cep135、Ana1/Cep295和Asl/Cep152均呈现延展的空间分布,依次相互衔接,由中心体最核心位置向外延伸至外周(图1),而Ana3和Rcd4蛋白则在空间上呈现较紧致的结构,位于中心体较核心位置。 图1. 50 nm左右分辨率下,果蝇中心体蛋白Sas6、Cep135、Ana1/Cep295和Asl/Cep152均呈现延展的空间分布,标尺:200 nm。 在此基础上,研究人员将超微结构膨胀显微技术(Ultrastructure Expansion Microscopy, U-ExM)与3D-SIM超高显微技术联用,获得约25 nm的空间分辨率。研究发现以上6种蛋白均呈现9轴对称。其中,Cep135、Ana1/Cep295和Asl/Cep152蛋白沿着相同的轴向分布,并且从相邻两组二联体微管之间穿过向外延伸(图2),组成了车轮状结构的9轴骨架。Ana3和Rcd4蛋白的9轴对称结构则位于Cep135-Ana1-Asl形成的9轴骨架之间。通过上述研究,研究人员提出了中心体核心蛋白组装形成9轴对称结构的空间模型(图3)。 图2. 25 nm左右分辨率下,Ana1/Cep295与Asl/Cep152蛋白呈现相同的轴向分布(A),从相邻两组二联体微管之间穿过(B), Ana3蛋白的9轴对称结构位于Asl的对称结构之间,标尺:500 nm。 此外,研究人员对两个较新发现的中心体核心蛋白Ana3和Rcd4进行功能研究,发现其在中心体装配通路中处于中游位置。Ana3在募集时间点上较Sas6靠后,但早于Rcd4与Cep135,后两者则顺序无法区分、招募时间非常相近。进而研究人员发现Ana3或Rcd4蛋白的缺失均能显著影响Cep135-Ana1-Asl蛋白复合物的募集。课题组前期的工作发现该复合物是新生中心粒转变为成熟中心粒的关键因子,使得新生中心粒获得复制下一代的能力(Fu et al., 2016, NCB)。因此,Ana3和Rcd4蛋白通过调控此复合体的募集从而调控中心体复制。
图3. 果蝇中心体核心蛋白的时空分布模式图。 论文链接: |
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