2022 년 1 월 19 일 Nature 저널에 발표 된이 발견은 NPC가 유전자 발현, DNA 복제 및 기타 필수 세포 과정을 제어하는 방법에 대한 통찰력을 제공합니다. 또한 특정 유형의 암 및 신경 퇴행성 장애와 같은 핵 수송의 결함으로 인한 질병에 대한 새로운 치료법으로 이어질 수 있습니다.
UC 버클리의 분자 생물학 교수이자 연구 팀을 이끌었던 Howard Hughes Medical Institute 수사관 인 Michael Rout는“NPC는 분자 교통량이 많은 번화 한 도시와 같습니다. "우리는 NPC의 주요 규제 메커니즘 중 하나가 어떻게 제어되는지 발견했습니다."
NPC는 세포 핵을 둘러싼 이중 막인 핵 외피에 걸친 단백질 복합체이다. 그것은 뉴 클레오 포린 (nucleoporins)이라고 불리는 약 30 개의 다른 단백질로 구성되며, 이는 대략 원통형 모양의 구조와 직경이 약 100 나노 미터 인 구조를 형성합니다.
NPC에는 두 가지 주요 기능이 있습니다. 특정 분자가 핵 외피를 통과하고 다른 분자를 차단할 수 있도록합니다. NPC를 통과 할 수있는 분자는 단백질, 핵산 및 이온과 같은 소분자를 포함한다. 차단 된 분자에는 바이러스 및 단백질 응집체와 같은 큰 분자가 포함됩니다.
연구원들은 Cryo-Electron 현미경 (Cryo-EM)을 포함하여 NPC를 연구하기 위해 다양한 기술을 사용하여 전례없는 세부 사항으로 NPC를 시각화 할 수있었습니다. 그들은 NPC가 Rangtpase 사이클이라는 특정 단백질 복합체에 의해 조절된다는 것을 발견했다. Rangtpase 사이클은 구아닌 트리 포스페이트 (GTP)에 결합 된 형태로부터 구아닌 디 포스페이트 (GDP)에 결합 된 형태로 RAN이라는 작은 단백질의 전환을 포함하는 일련의 분자 사건이다.
연구원들은 RANGTPASE 사이클이 NUP153이라는 단백질의 활성을 조절함으로써 NPC의 개방 및 폐쇄를 제어한다는 것을 발견했다. NUP153은 NPC의 세포질쪽에 위치한 뉴 클레오 포린이다. 그것은 RangDP에 묶일 때 NPC를 통해 분자의 움직임을 차단하는 게이트 키퍼 역할을합니다. RANGTP가 존재하면 NUP153이 NPC에서 방출되어 분자가 통과 할 수 있습니다.
"Rangtpase주기는 핵 수송의 마스터 레귤레이터"라고 Rout는 말했다. "우리의 연구 결과는이주기가 NPC를 어떻게 통제하는지에 대한 새로운 통찰력과주기의 결함이 어떻게 질병으로 이어질 수 있는지에 대한 새로운 통찰력을 제공합니다."
