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生物物理所等在管状内质网功能研究方面取得进展

生物物理所等在管状内质网功能研究方面取得进展

  3月21日,eLife杂志在线发表了中国科学院生物物理研究所胡俊杰课题组的研究论文“Quantitative proteomics reveal proteins enriched in tubular endoplasmic reticulum 幸运28 of Saccharomyces cerevisiae”。该研究揭示了管状内质网(Tubular ER) 的潜在功能,并且提供了研究内质网及相关细胞器的新方法。

  管状内质网是内质网的主要组成部分之一,其缺失或形变会导致严重的缺陷,包括神经退行性疾病——遗传性痉挛性截瘫。纵横交错的网络状结构主要由两组富集于管状内质网的膜蛋白来维持:Reticulons 和DP1/Yop1p 可以诱导产生并稳定膜曲度,使生物膜形成管状结构;而Atlastins 和Sey1p/RHD3 则通过介导膜融合促进内质网管状网络的构建。近年来关于管状内质网的形态发生的分子机制研究较为深入,但其特定的功能则知之甚少。

  胡俊杰课题组用酿酒酵母作为实验材料,选用管状内质网上所特有的已知蛋白作为靶蛋白,用免疫沉淀的方法分离、纯化了管状内质网膜泡组分。后与上海科技大学的水雯箐课题组合作,利用半定量质谱的方法,对管状内质网蛋白质组与全内质网蛋白质组作了系统的分析和比较,发现79个高度富集于管状内质网的蛋白。对这些蛋白的功能分类表明,管状内质网可能在膜泡运输、脂质合成、细胞器间接触和胁迫感知等方面具有重要功能。

  该研究不仅诠释了管状内质网的重要生理功能,也建立了内质网功能研究的新方法,比如比较不同细胞在不同条件下的内质网蛋白质组变化,甚至脂质成分变化。这样的方法也能延伸至其他细胞器的分离和功能。

  胡俊杰和水雯箐是该文共同通讯幸运28作者。胡俊杰课题组的王新波为文章第一作者。该研究得到国家自然科学基金、国家重点研发计划和霍华德休斯医学研究所(HHMI)国际青年科学家基金的支持。

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  图示:管状内质网组分的分离鉴定与功能分类。管状内质网分离示意图(左上图);管状内质网质谱鉴定示意图(右上图);管状内质网蛋白功能分类(下图)。

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