Nat Cell Biol:TorsinA 在神经元核孔复合物定位和成熟中的关键作用
时间:2024-09-17
为了研究TorsinA在核孔复合体(NPC)生成中的作用,研究者们开发了一种新的小鼠模型,其中Nup107蛋白与HaloTag融合。这一小鼠模型被称为Halo-Nup107,用于追踪内源性NPC的生成和动态分布。此外,这些小鼠还与Tor1a缺陷小鼠交配,以便研究在TorsinA缺失情况下的NPC生成和组织。
在TorsinA缺失的神经元中,研究者观察到NPC定位异常。新生成的NPC不再均匀分布,而是聚集在一起形成密集的簇状结构。脉冲追踪实验(Pulse-Chase)进一步揭示,这些簇状结构主要由新生成的NPC组成,而不是原有的NPC重新定位的结果。这表明TorsinA在确定新生NPC的位置方面起到了关键作用。
扫描透射电子显微镜(STEM)图像显示,TorsinA缺失神经元中的核膜膨出与新生NPC的生成位置重叠,表明这些膨出可能是NPC装配中间过程的停滞状态。进一步的分析发现,随着神经元的成熟,这些NE膨出逐渐消失,NPC装配得以继续进行,尽管整个过程明显延迟。
研究者们通过分析早期(Nup153)和后期(Nup358)招募的核孔蛋白,发现TorsinA缺失神经元中的NPC装配被延迟。这些结果表明,TorsinA对于NPC装配的时间进程至关重要,但其缺失并不会完全阻止NPC的生成。
综上所述,研究人员采用包括超分辨显微镜(SIM)与扫描透射电子显微镜(STEM)的多种成像方法,发现TorsinA在神经元发育期间的NPC生成与定位中起到了关键作用。尽管TorsinA缺失神经元仍然能够生成NPC,但这些NPC的分布显著异常,导致了核膜膨出和装配延迟的发生。研究进一步揭示了TorsinA缺失可能通过影响NPC的生成位置和时间进程,导致神经发育障碍的发生。
模式图(Credit:Nature Cell Biology)