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流式压力:细胞存活传奇中的mRNA明星

一部新电影承诺要扩展生存类型,也就是细胞生存类型。细胞对威胁生命的压力的反应从来没有如此动态的描述过。科罗拉多州立大学的科学家们利用新型抗体标记技术和自定义荧光显微镜,对压力反应进行了实时成像。科学家们不仅将移动技术引入了仍然以固定细胞成像技术为主的技术流派,而且还确保了彩色、高分辨率的展示。事实上,科学家们能够放大单个分子。

科学家们并没有展示压力反应的各个方面,而是集中研究了其中一个方面:压力颗粒的形成,即核蛋白颗粒(RNP)。这些是当细胞感到需要蹲下时形成的无膜蛋白质和RNA分子团。它可能是对缺氧、过热或入侵毒素的反应。

讲述RNP的故事需要一套完整的模型,特别是由于RNP颗粒表面内外mRNA成分的动力学特征仍然不明显。然而,由生化学家Roy Parker博士和Timothy J. Stasevich博士领导的科罗拉多州立大学研究小组发现了一种方法,可以包括几个关键分子及其作用序列,正如最近发表在《自然细胞生物学》杂志上的一篇文章(“多色单分子mRNA与RNP颗粒相互作用的跟踪”)中描述的那样。

这篇文章的作者写道:“我们使用多色单分子跟踪来量化单个mrna在压力下离开转译进入RNP颗粒时的精确时间和动力学。”“我们观察到单个mrna与压力颗粒和p -体相互作用,mrna在它们之间双向移动。”

研究人员以单分子的精确度捕获了单个mRNA分子与应力颗粒的相互作用,揭示了mRNA是如何、何时以及在何处移动的——这是一个前所未有的从头到尾的过程。他们明确地表明,在mrna进入应激颗粒之前,RNA翻译是完全沉默的。

他说:“我认为眼见为实,这是我们的贡献。”“我们使用活细胞作为试管来研究以前从未见过的动态过程。能够在活细胞的单分子水平上对这些过程进行成像,将是更好地理解正常细胞和患病细胞应激反应的有力工具。

通过和Stasevich的团队一起去看电影,细胞的压力反应在丰富多彩的细节中变得活跃起来,揭示了之前隐藏的细节。研究人员说,这篇论文的主要发现之一是,虽然一些rna在颗粒表面来来去去,但有些rna却特别容易被粘住,就像被拴在糖浆里一样。

“活的和固定的细胞成像显示,mrna可以延伸到压力颗粒的蛋白表面以外,这可能促进RNP颗粒之间的相互作用,”这篇文章的作者指出。“因此,mRNPs向RNP颗粒的募集涉及到动态、稳定和扩展的相互作用,这些相互作用受翻译状态、mRNA长度和颗粒大小的影响,共同调节RNP颗粒的动力学。”

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