施一公团队深入解析核孔复合体结构

非洲爪蟾细胞局部NPC的三维结构

NPC爪蟾细胞质环的整体结构

最近，西湖大学的石团队及其合作者在bioRxiv上连续发表了两份预印本，分析了非洲爪蟾核孔复合体胞质环及其周围的腔环结构的近原子分辨结构。(bioRxiv中的所有论文都没有经过同行评审)。

核孔复合体(NPC)负责在真核生物的细胞核和细胞质之间运输大分子或颗粒物质，也是连接细胞质和细胞核的唯一双向通道。分析NPC结构有助于科学家理解蛋白质和核酸进出细胞的分子机制。

非洲爪蟾是一种重要的模式生物。研究人员用低温蒸发技术分析了非洲爪蟾卵母细胞的NPC腔环结构。此外，所观察到的腔环的关键结构特征通过低温电磁分析得到了独立验证。这篇论文发表于3月29日。

结果表明，空腔环包括8个蝶形子单元，每个子单元包括两个对称的翼。每个机翼由四个细长的管状体组成。在腔环亚单位中，8种原生动物形成两个结构域，其中一个是指状结构域，它与内核细胞膜和外核细胞膜之间的融合直接接触。另一个是网格域，它是手指域的坚实基础。

两个相邻的腔环子单元通过机翼的侧边相互作用，从而形成一个缓冲区，似乎作为相邻NPC的缓冲区。这项研究揭示了以前未知的空洞环特征，并有助于解释NPC的弹性性质。

在另一篇论文中，石等人分析了非洲爪蟾细胞质环的结构。NPC具有结构可塑性，局部分辨率为15？只有当它存在的时候才能被描述出来。研究人员用单粒子冷冻电镜分析了非洲爪蟾NPC细胞质环，其结构的平均分辨率为5.5～7.9？。具体来说，结构模型核心区域的平均分辨率是5.5？局部分辨率是4.5？。这篇论文发表于3月28日。

研究人员说，每个细胞质环亚单位中的两个Y复合物不仅相互作用，而且与侧翼亚单位的复合物相互作用，形成一个环状支架。在每个细胞质环亚单位中，包含Nup358的区域包裹两个Y复合物的茎，这可能稳定支架。另一方面，Nup205连接两个Y复合体的短臂，并连接与Y复合体相邻的茎。然而，包含Nup214的区域使用延伸的盘绕线圈来连接两个Y复合体的Nup85并延伸到NPC的轴向孔中。研究人员说，这些结构帮助人们理解NPC组装，并为建立原子分辨率模型提供指导。

相关论文信息:https://doi.org/10.1101/2020.03.27.009381

https://doi.org/10.1101/2020.03.27.009407