細胞核就像細胞內的微型倉庫，保護著(zhù)生物體的遺傳藍圖。從某種意義上說(shuō)，細胞核更像是圖書(shū)館，而非金庫。由于細胞內有眾多成分需要接觸基因組，因此無(wú)法將其封存得如同金庫。相反，細胞膜上布滿(mǎn)了一種名為核孔復合體（NPC）的結構，由超過(guò)1000種單個(gè)蛋白質(zhì)分子聚集而成，充當材料和信息進(jìn)出細胞核的通道。

雖然這項“接送服務(wù)”的基本需求始終存在，但科學(xué)家們發(fā)現，細胞會(huì )像零售店一樣，動(dòng)態(tài)調整NPC的數量，隨時(shí)開(kāi)放或關(guān)閉更多的結賬通道。這種基因組接入點(diǎn)的波動(dòng)在不同細胞類(lèi)型、發(fā)育階段和環(huán)境條件下，以及神經(jīng)退行性病和癌癥等情況中都有所觀(guān)察。

“盡管NPC對維持健康細胞至關(guān)重要，且我們和其他研究者發(fā)現了與疾病的關(guān)聯(lián)，但我們仍有很多關(guān)于細胞如何控制這些基因組通道生產(chǎn)的知識需要深入探索。”Sanford Burnham Prebys 癌癥代謝和微環(huán)境項目助理教授Maximiliano D'Angelo 博士表示。

D'Angelo和他在 Sanford Burnham Prebys 的研究團隊于最近在《細胞報告》上發(fā)表了研究成果，揭示了影響NPC組裝數量的因素，并對整個(gè)人類(lèi)基因組進(jìn)行了篩選。

“我們的目標是識別孔形成的調節因子，”薩爾克研究所博士后研究員、曾D'Angelo 實(shí)驗室的前研究生、該研究的主要作者Stephen Sakuma博士說(shuō)道。“通過(guò)揭示細胞調節孔形成的機制，我們或許可以找到新的解決方案。”

圖片鏈接：https://www.eurekalert.org/multimedia/1066264

圖片信息：Stephen Sakuma 博士是索爾克研究所的博士后研究員，曾是 Sanford Burnham Prebys 的研究生，也是該研究的主要作者。Maximiliano D'Angelo 博士是 Sanford Burnham Prebys 癌癥代謝和微環(huán)境項目的副教授，也是該研究的通訊作者。

研究團隊發(fā)現，參與這一過(guò)程的最重要因素分別來(lái)自負責新蛋白質(zhì)生產(chǎn)的機制和負責回收以及處理多余或形狀不正確蛋白質(zhì)的機制。

“我們注意到，主要調節因子實(shí)際上是蛋白質(zhì)合成或降解機制中的組成部分。”D'Angelo 博士解釋道，“雖然聽(tīng)起來(lái)直觀(guān)，因為這些過(guò)程會(huì )影響用于構建孔的核孔蛋白數量，但這一點(diǎn)之前尚未被深入研究。”

研究人員還揭示了在維護信使RNA（mRNA）方面的相關(guān)作用，mRNA負責攜帶合成蛋白質(zhì)所需的代碼。研究團隊具體分析了一個(gè)稱(chēng)為CCR4-NOT復合體的蛋白質(zhì)群體，其主要功能是觸發(fā)mRNA的處理。

“我們發(fā)現，該復合體能夠降低mRNA的水平，從而減少NPC構建塊的合成。”Sakuma博士補充道，“這意味著(zhù)通過(guò)改變蛋白質(zhì)的轉化或降解，或通過(guò)穩定或不穩定mRNA，我們可以以不同的方式調節NPC的數量。”

除了更深入了解這些主要調節因子外，研究者們還在研究基因組篩選中識別的其他因素，這些因素有可能用于微調NPC的水平，并尋找能夠調控NPC的小分子。

通過(guò)進(jìn)一步研究，D'Angelo及其團隊希望找到減少癌細胞中NPC數量的方法，以遏制或延緩疾病的進(jìn)展。

“我們之前的研究表明，減少NPC數量是一種有前景的策略，而我們現在正在開(kāi)發(fā)實(shí)現這一目標的方法。”D'Angelo說(shuō)。研究團隊還致力于增強受神經(jīng)退行性病影響的腦細胞中NPC的功能。

雜志：Cell Reports

DOI：10.1016/j.celrep.2025.115468