超分辨率显微镜显示核膜内侧的核纤层蛋白网

动物王国的所有生物都有一个共同点：核膜。包裹细胞的遗传核心，这种膜与所有附着的蛋白质一起，在生物功能中起着至关重要的作用。尽管它很重要，但其架构的细节仍然缺失。

由Brian Burke领导的A * STAR医学生物学研究所的科学家已经构建了哺乳动物核膜内侧的纳米级模型，其中称为核纤层蛋白的线状蛋白质形成网状结构。Lamins以及为核膜提供支持，涉及细胞分裂，染色质组织和DNA修复等。核纤层蛋白的突变与十几种人类疾病有关，包括肌肉萎缩症，心脏病和早衰，早衰综合症。

由于核周边如此拥挤的蛋白质和DNA分子，已经证明使用光学或电子显微镜确定核心层排列非常困难。现在，Burke的团队使用超分辨率显微镜超越了传统显微镜的功能，并记录了单个核纤层蛋白分子的位置。

伯克解释了这个过程。“融合10,000张图像，每个荧光标记的核磁共振成为亮点。然后，我们应用数学技术将这些斑点联系起来。结果我们看到由不同类型的核磁共振组成的不规则细丝网络覆盖整个核内表面， “ 他说。“值得注意的是，A型和B型芯片仅与相同类型的其他芯片相关联，形成独立的网络。”

尽管不同的核纤层蛋白几乎相同，但它们与不同的蛋白质相互作用，因此似乎具有不同的功能。例如，A型核纤层蛋白LaC与蛋白质结合，该蛋白质是核膜上孔洞周围的通道的一部分。核膜具有允许在细胞核和细胞其余部分之间转移材料的孔。这些通道被称为核孔复合物(NPC)，看起来像带篮球网的篮球。LaC与篮子中的蛋白质之间的相互作用可能意味着LaC细丝调节NPC在核膜中的分布，这可能与早衰的发展有关。

Burke表示，该团队面临的下一个挑战是更好地了解晶体管网络的不同功能，并探索它们与其他核组件的相互作用。他们的研究结果可以解释核核纤层组织的微妙变化如何引起一系列令人眼花缭乱的人类疾病。