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《自然》:新研究揭示人体细胞中“电梯”的奥秘,成果可治疗老年痴呆

CHEN

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悉尼大学领导的一个国际科学家小组揭示了人类细胞中最重要的分子机器之一谷氨酸转运体的形状,这有助于理解脑细胞相互交流的机制。

谷氨酸转运体是我们所有细胞表面的微小蛋白质,它可以打开和关闭化学信号,在确保所有细胞间的对话顺利进行方面发挥着重要作用。它们还参与神经信号传导、新陈代谢以及学习和记忆。

研究人员使用冷冻电子显微镜(cryoo-em)捕捉到了这些转运体的细节,图像显示,转运体看起来像嵌入细胞膜的“扭曲的电梯”。

该研究进行已有7年之久,最新结果已发表在《自然》杂志上。

研究人员表示,“首次发现了这些转运蛋白是如何进行多任务处理的,即执行跨细胞膜移动化学物质(如谷氨酸盐)的功能,同时允许水和氯离子同时通过。”

“这些分子机器使用一种非常酷的扭曲、类似电梯的机制来移动它们的‘货物’穿过细胞膜。但是它们还有一个额外的功能,可以让水和氯离子穿过细胞膜。我们研究这些双重功能已经有一段时间了,但是我们直到现在也无法解释运输的具体机制。利用冷冻电磁和计算机模拟等技术的结合,我们捕捉到了这种罕见的状态,在这种状态下,我们可以观察到两种功能同时发生。”

详细绘制谷氨酸转运体的结构可能是研究人员理解身体工作机制以及某些疾病背后机制的重要工具。

谷氨酸转运体的缺陷与许多神经疾病有关,如阿尔茨海默病和中风。

这包括罕见的疾病,如间歇性共济失调,这是一种影响运动并导致周期性瘫痪的疾病,由脑细胞中谷氨酸转运体不受控制地泄漏氯化物引起。

一名研究人员表示,“了解控制氯离子正常流动的谷氨酸转运体结构,有助于设计出能够‘堵塞’阵发性共济失调中氯离子通道的药物。”

编译/前瞻经济学人APP资讯组

论文链接:

https://dx.doi.org/10.1038/s41586-021-03240-9


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