在真核細胞中，細胞核通過核膜被與細胞的其余部分隔開。所有進入和離開細胞核的運輸都是通過稱為核孔復合物(NPC)的圓柱形通道進行的，這些通道穿透核膜。每個NPC由八個重復的蛋白質(zhì)復合物組成，其含有至少30種不同類型的蛋白質(zhì)，稱為核孔蛋白(Nups)。這些復合物像橙子的楔子一樣合在一起，在中間留下一個通道，通過它可以運輸?shù)鞍踪|(zhì)，RNA和信號分子。

NPC兩端的Nups形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)，構(gòu)成通道的開口。到目前為止，真核細胞中的所有工作都表明這些外環(huán)是相同的，包括相同數(shù)量的九個或十個不同的Nup，它們在重復的Y形結(jié)構(gòu)中連接在一起。

但在本周發(fā)表在PLoS Genetics上的一項研究中，由大阪大學和國家信息通信技術(shù)研究所(NICT)的研究人員領導的研究小組發(fā)現(xiàn)，“一刀切”理論可能并不成立。

“我們想仔細研究裂殖酵母的裂解酵母(Schizosaccharomyces pombe)的NPC，”大阪大學研究的Haruhiko Asakawa研究的主要作者說。“與其他真核生物一樣，粟酒裂殖酵母具有一組保守的Nups，但與其他物種不同，外環(huán)結(jié)構(gòu)由不等數(shù)量的不同類型的蛋白質(zhì)組成。”

雖然研究人員期待一些差異，但他們并沒有為使用高功率免疫電子和熒光顯微鏡揭示的完全不同的結(jié)構(gòu)做好充分準備。通過仔細跟蹤不同蛋白質(zhì)的位置，他們發(fā)現(xiàn)了驚人的發(fā)現(xiàn)。

“這就像S. pombe完全拋出了規(guī)則書一樣，”NICT的資深作家Tokuko Haraguchi笑著說。“我們發(fā)現(xiàn)構(gòu)成外環(huán)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)是不對稱排列的。核外環(huán)不僅具有相同的結(jié)構(gòu)，而且只包含兩種類型的Nups，其余七種Nups都是細胞質(zhì)外環(huán)結(jié)構(gòu)的一部分。”

有趣的是，研究人員發(fā)現(xiàn)，不對稱環(huán)結(jié)構(gòu)對于粟酒裂殖酵母的正常細胞生長至關(guān)重要。

“這種外環(huán)結(jié)構(gòu)的多樣性可以提供關(guān)于核孔如何形成的線索，以及從進化的角度對細胞核的結(jié)構(gòu)和功能的深入了解，”Asakawa說。“我們也希望我們的研究結(jié)果能夠幫助我們更好地了解由異常核孔蛋白引起的疾病的機制，從而可能導致新的治療策略。”