PNAS胡俊杰郭玉松联合揭示管状内质

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人体内很多的重要的蛋白，如分泌的胰岛素或抗体，以及定位在细胞质膜上的跨膜信号受体等，在细胞内部合成后，首先需要进入内质网（EndoplasmicReticulum,ER），然后通过再通过膜泡运输转运到细胞表面，进而行驶其的生理功能。这些蛋白在内质网中经过折叠和修饰，然后由COPII衣被的囊泡运往高尔基体，才能最终到达细胞表面。 　　

真核细胞中的内质网是由连续的片状和管状结构组成，其中纵横交错的管状网络由两组富集于管状内质网的膜蛋白来塑形和维持：Reticulons和REEPs可以诱导产生并稳定膜曲度，使生物膜形成管状结构；dynamin超家族蛋白atlastin（ATL）则通过介导膜融合构建网络。ATL1的突变在人体内会引起遗传性痉挛性截瘫（hereditaryspasticparaplegia,HSP），显示其具有重要的生理功能。中国科学院生物物理研究所胡俊杰研究组近几年的研究成果揭示了ATL家族蛋白介导内质网同源膜融合的分子机制，而内质网管状网络在细胞生命活动中行使的具体职能仍不清楚。

年6月25日，胡俊杰课题组和香港科技大学的郭玉松课题组在PNAS杂志在线发表了题为Atlastin-mediatedmembranetetheringiscriticalforcargomobilityandexitfromtheendoplasmicreticulum的研究论文。在该研究中，研究人员发现ATL参与调节内质网中蛋白的流动性及膜转运，为管状内质网的功能阐明提供了新的依据。

研究人员构建了ATL敲除的细胞，发现细胞外周COPII的形成显著减少，货物蛋白从内质网的输出也被延迟。内质网输出位点（ERexitsite，ERES）的行成和分布并不受到ATL缺失的影响，但是很多位点不能进一步招募COPII衣被蛋白。半通透细胞的COPII出芽实验显示，ATL的缺失导致COPII货物蛋白的包装效率明显降低。进一步研究发现，ATL的缺失也影响了货物蛋白在内质网中的流动性。

有报道显示，膜的侧向张力对膜的流动性有很大影响，而膜拴连恰恰能起到维持膜侧向张力的效果。有趣的是，不能介导融合但可以实现部分膜拴连的ATL1R77A突变体可以恢复蛋白的流动性和COPII的形成。反之，内质网的碎片化则导致COPII出芽的效率降低。这些结果表明，内质网膜的拴连对于调控内质网中的物质流动，以及COPII货物蛋白的有效包装起着至关重要的作用，这也暗示管状网络的很多接点其实并不需要真正融合连通。

本研究表明ATL活性在调节早期分泌途径中起重要作用。ATL的缺陷可能源于神经元细胞中起重要作用的跨膜信号受体或分泌蛋白的表面递送缺陷，这为深入了解遗传性痉挛性截瘫等疾病的发病机制提供了新的科学见解。

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