Nature子刊：核孔怎样挡住不速之客

伦敦大学学院（UCL）的科学家们揭示了核孔的具体结构，展示了细胞核保护遗传物质维持正常细胞功能的重要机制。这项研究将有助于人们开发抗病毒新药，改良基因治疗的递送途径。

　　

生物通报道：伦敦大学学院（UCL）的科学家们通过核孔的具体结构，揭示了细胞核保护遗传物质维持正常细胞功能的重要机。这项发表在Nature Nanotechnology杂志上的研究，为抵抗病毒感染和改善基因治疗提供了重要的线索。

细胞核是含有DNA的致密结构，周围有一层保护性的核膜。核膜上具有数以百计的微小通道，这些被称为核孔的通道允许关键性分子进出细胞核。

UCL的研究人员在蛙卵中研究了核孔的结构。他们发现，核孔就像一种特殊的筛子，可以根据分子大小及其化学性质进行筛选。“之前人们只知道核孔有筛选作用，却并不清楚它们的工作机制，”领导这项研究的Dr Bart Hoogenboom说。

“研究显示，核孔中间的蛋白缠在一起形成了一个屏障，就像一堆意大利面。这个屏障允许小分子和盐自由通过，较大的分子（比如信使RNA）只能在分子伴侣的陪同下通过。这些分子伴侣就是核转运受体，它们能够松开蛋白屏障，帮助较大的分子通过核膜。这样的事件每秒能发生几千次，”文章的另一位领导者Dr Ariberto Fassati说。

之前科学家们知道，控制分子进出的是核孔形状及其中间的蛋白结构，但他们并不了解核孔的具体工作机制。有些理论认为核孔相当于一把刷子，也有些理论认为核孔像一个筛子。

研究人员用原子力显微镜（AFM）对核孔进行了深入研究。就像盲人用手指感知盲文一样，原子力显微镜在样本表面移动一个微小的针尖，感知样本的形状和硬度。选择这个技术是因为核孔对于光学显微镜来说太小了，对于X射线晶体学技术而言又太灵活多变了。

“与光学显微镜相比，AFM能揭示更小的结构，”Dr Hoogenboom解释道。“这个技术的窍门在于，施加足够的压力感知样本，同时又不破坏它。这是一个缓慢而艰苦的过程，不过它能观察到单个原子，达到其他方法难以企及的灵敏度。我们用这一技术成功检测了从蛙卵细胞核剥离的核膜，揭示了核孔的具体结构。”（延伸阅读：Nature子刊：转移性癌细胞的全面解析）

这项研究为人们展示了核孔的独特性质，及其在高等生物中的具体作用。人们可以在此基础上开发新的抗病毒药物，设计更好的基因治疗策略。

“有些病毒能够骗过核孔中间的蛋白从而进入细胞核。更好的理解核孔，就能找到药物阻止这样的病毒。另外，了解核孔也有助于改善基因治疗的递送途径，更好的跨越核孔将治疗性基因送入细胞核，”Dr Fassati说。

 

生物通编辑：叶予

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