一项关于细胞中微小蛋白质簇如何形成的新发现可能为治疗Emery-Dreifuss肌营养不良症(EDMD)铺平道路,这是一种罕见的遗传性疾病,会导致肌肉无力和心脏问题
南加州大学多恩西夫文理学院的研究人员将先进的成像技术和理论物理学相结合,观察并解释了蛋白质的纳米簇是如何在活细胞内形成的这些簇比人类头发的宽度小约100000倍,在细胞如何感知和响应拉伸或压力等机械力方面发挥着至关重要的作用,这一过程被称为机械传导。当这个过程失败时,它可能会导致肌肉萎缩症等疾病
这项发表在《物理评论研究》上的研究揭示了驱动emerin排列成纳米簇的分子“规则”,以及导致EDMD患者组装缺陷的机制
通过确定这些缺陷背后的物理原理以及它们为什么会破坏机械传导并引发疾病症状,科学家们希望开发出新的策略来纠正它们
有趣的是,由物理学、天文学、定量和计算生物学教授Christoph Haselwander和生物科学、物理学和天文学副教授Fabien Pinaud领导的研究人员,应用了著名的二战密码破译者和计算先驱Alan Turing首次提出的原理来理解这些纳米团簇是如何形成的。
图灵在自然界中的模式形成(如斑马条纹和豹纹)方面的工作揭示了数学规则,这些规则似乎也在纳米尺度上控制着蛋白质的组装
“这项研究开辟了令人兴奋的可能性,”该研究的第一作者Carlos Alas说,他于2023年在南加州大学多恩西夫分校获得了物理学博士学位。“通过应用基于物理的方法,我们可以开始思考纠正这些缺陷的方法,并可能帮助患有这种衰弱性疾病的人。”
虽然研究结果侧重于肌肉萎缩症,但了解emerin等蛋白质的功能也可能导致与细胞力学相关的其他疾病的突破
More information: Carlos D. Alas et al, Diffusion-driven self-assembly of emerin nanodomains at the nuclear envelope, Physical Review Research (2025). DOI: 10.1103/PhysRevResearch.7.L012019Journal information: Physical Review Research
Provided by University of Southern California
2025-03-15
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