在細胞生物學中，在分子水平上揭示細胞功能的復雜性仍然是一個重要的努力。重要的科學焦點已經(jīng)放在了解細胞器接觸部位的相互作用，特別是線粒體和內質網(wǎng)(ER)之間的相互作用。這些位點是交換基本生物分子的關鍵樞紐，如脂質和鈣，這對維持細胞穩(wěn)態(tài)至關重要。這種細胞器間通訊的中斷與包括神經(jīng)退行性疾病在內的各種疾病的發(fā)病有關，這強調了闡明細胞器相互作用的機制的必要性。然而，由于缺乏可用的工具，這些動態(tài)復合物的研究面臨著重大挑戰(zhàn)，使了解er -線粒體接觸位點的探索變得復雜。
基于這一需求，POSTECH、大邱天主教大學醫(yī)學院和首爾國立大學的科學家們合作開發(fā)了一種名為“OrthoID”的新策略。在《自然通訊》中，OrthoID通過提高我們識別在這些關鍵對話中充當介質的蛋白質的能力來解決這一挑戰(zhàn)。
傳統(tǒng)的方法主要依賴于來自自然界的鏈親和素-生物素(SA-BT)結合對系統(tǒng)來標記和分離這些中介蛋白。然而，這種方法有其局限性，特別是在捕獲兩種不同細胞器之間蛋白質相互作用的全譜時。OrthoID通過引入額外的合成結合對cucbit [7]uril-adamantane (CB[7]-Ad)來克服這些限制，與SA-BT一起工作。相互正交結合對系統(tǒng)的組合允許更精確地識別和分析在內質網(wǎng)和線粒體之間自由轉運的中介蛋白，促進對細胞器接觸位點相關蛋白的更深入探索，并揭示其在細胞功能和疾病機制中的作用。
通過細致的實驗，研究人員已經(jīng)證明了OrthoID在快速準確地標記細胞器通信動態(tài)過程中涉及的蛋白質方面的功效。通過利用正交結合對系統(tǒng)的鄰近標記技術(APEX2和TurboID)，該方法有效地標記和分離了促進線粒體和內質網(wǎng)之間關鍵相互作用的蛋白質。這種方法不僅鑒定了已知的參與er -線粒體接觸的蛋白質，而且還發(fā)現(xiàn)了新的候選蛋白質，包括LRC59，其在接觸部位的作用以前是未知的。此外，他們還成功地確定了在關鍵細胞過程(如線粒體自噬)中er -線粒體連接處發(fā)生結構和位置變化的多種蛋白質組，其中受損的線粒體是降解的目標。
“OrthoID的靈活性和模塊化是其最大的優(yōu)勢之一。浦項工業(yè)大學領導這項研究的金基文教授說。這種適應性不僅允許研究各種細胞器接觸位點，而且為探索復雜的細胞通信開辟了新的途徑，克服了現(xiàn)有方法的技術限制。”
大邱天主教大學醫(yī)學院的Kyeng Min Park教授補充說:“OrthoID是一種多功能和有用的研究工具，旨在解碼細胞通信的復雜語言。它有望促進對理解細胞健康、闡明疾病機制和促進新治療策略發(fā)展具有深遠影響的發(fā)現(xiàn)。”
合作團隊包括化學學系的Kimoon Kim教授和Ara Lee博士，浦項科技大學(POSTECH)先進材料科學部的Gihyun Sung博士，大邱天主教大學醫(yī)學院的Kyeng Min Park教授，化學學系的Hyun-Woo Rhee教授和首爾國立大學生物科學學院的Jong-Seo Kim教授。
這項工作得到了韓國國家研究基金會(NRF)和基礎科學研究所(IBS)的支持。
（文章來源：www.ebiotrade.com/newsf/2024-4） | 
