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神经科学突破:缺失环节解释了脑细胞中 mRNA 的传递

位于德累斯顿、多特蒙德、法兰克福和哥廷根的 MPI 研究所团队的共同努力,首次发现了一种蛋白质复合物的证据,该复合物在神经元中转运信使 RNA 方面发挥着至关重要的作用。

脑细胞的每个部分,甚至是它们的长分支,都参与蛋白质的产生。神经元缺乏这种功能会导致严重的神经系统疾病,例如残疾和癫痫。

由德累斯顿马克斯普朗克分子细胞生物学和遗传学研究所 (MPI)的Marino Zerial和多特蒙德 MPI 分子生理学研究所的 Stefan Raunser 领导的团队取得了一项重大发现。他们与法兰克福 MPI 大脑研究中心和哥廷根 MPI 生物物理化学中心的同事合作,发现了一种新机制,可以将信使 RNA (mRNA)(蛋白质的蓝图)准确地输送到神经元内需要的地方。

研究人员利用一系列技术,鉴定出了一种名为 FERRY 的蛋白质复合物,它将 mRNA 与细胞内载体连接起来,并阐明了其作用和结构。这一发现可能有助于更好地理解 FERRY 故障引起的神经系统疾病,并可能带来新的医学目标。最近的两篇论文详细介绍了这些结果,这两篇论文连续发表在《分子细胞》杂志上。

FERRY 复合物沿细胞内道路网络传输神经元中的 mRNA

在神经元中,FERRY 与 EE 相连,在运输过程中其工作原理类似于束缚带:它直接与 mRNA 相互作用并将其固定在 EE 上,从而成为脑细胞中 mRNA 运输和分布的后勤载体。图片来源:舒马赫等人。(2023) / MPI-CBG

“这些出版物为阐明脑细胞中 mRNA 分布的机制提供了重大进展,”Marino Zerial 说。

细胞使用 mRNA 作为蓝图,使用核糖体作为 3D 打印机来生产重要的蛋白质。然而,脑细胞有一个需要克服的逻辑挑战:树状的形状,其分支可以在大脑中跨越几厘米。该研究的第一作者 Jan Schuhmacher 表示:“这意味着数以千计的 mRNA 需要被运输到远离细胞核的地方,类似于为整个国家的超市提供适当供应的后勤工作。”

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