stringtranslate.com

Ядерные тела

Ядерные тельца в эмбриональных клетках легких человека

Ядерные тельца (также известные как ядерные домены или ядерные точки ) представляют собой биомолекулярные конденсаты , безмембранные структуры, обнаруженные в ядрах клеток эукариотических клеток . [1] Ядерные тельца включают тельца Кахаля , ядрышко , ядерные спеклы (также называемые спеклами сплайсинга), тельца гистоновых локусов и ядерные тельца белка промиелоцитарного лейкоза (PML) (также называемые онкогенными точками PML). [2] Ядерные тельца также включают ND10. ND обозначает ядерный домен, а 10 относится к количеству видимых точек. [3] Кроме того, подтип ядерного тельца представляет собой кластосому, предположительно являющуюся местом деградации белка. [4]

В то время как термин «биомолекулярный конденсат» часто используется взаимозаменяемо с термином «ядерные тела», термин «конденсаты» подразумевает, что термодинамические свойства тела известны. [5] Таким образом, термин «ядерное тело» (а иногда и «ядерный компартмент») является более общим и охватывает структуры, где биофизическое свойство либо не является конденсатом, либо в настоящее время не проверено. [6]

Ядерные тельца были впервые обнаружены как заметные интерхроматиновые структуры в ядрах злокачественных или гиперстимулированных клеток животных [7] [8], идентифицированных с использованием анти-sp100 аутоантител от первичного билиарного цирроза и впоследствии фактора промиелоцитарного лейкоза (ПМЛ), но, по-видимому, также повышены при многих аутоиммунных и раковых заболеваниях. [9] Ядерные точки метаболически стабильны и устойчивы к перевариванию нуклеазой и экстракции солью. [10]

Структура

Схема образования ядерных тел.

Простые ядерные тельца (типы I и II) и оболочки сложных ядерных телец (типы III, IVa и V) состоят из нехроматинового фибриллярного материала, который, скорее всего, является белковым. [11] Эти ядерные тельца совместно изолированы с ядерным матриксом и связаны с фиброгранулярным компонентом ядерного матрикса выступами с поверхности ядерных телец. [11] Основными компонентами ядерных точек являются белки ядерного антигена sp100, LYSP100 (гомолог sp100), [12] ISG20 , [13] антиген PML, NDP55 и белок 53kDa, связанный с ядерным матриксом. [14] Другие белки, такие как PIC1/SUMO-1, которые связаны с комплексом ядерной поры , также связаны с ядерными точками. [15] Белки могут реорганизовываться в ядре, увеличивая количество дисперсий в ответ на различные стрессы (стимуляция или тепловой шок соответственно). [16]

Функция

Один из белков ядерного тела, по-видимому, участвует в транскрипционно активных областях. [17] Экспрессия антигена PML и sp100 реагирует на интерфероны. Sp100, по-видимому, обладает транскрипционными трансактивирующими свойствами. Сообщалось, что белок PML подавляет рост и трансформацию, [8] и, в частности, ингибирует инфекцию вируса везикулярного стоматита (VSV) (рабдовирус) и вируса гриппа A, [18] , но не других типов вирусов. Убиквитин -подобный белок SUMO-1 отвечает за модификацию белка PML таким образом, что он нацеливается на точки. [19] тогда как сверхэкспрессия PML приводит к запрограммированной гибели клеток. [20]

Одна из предполагаемых функций точек — «ядерная свалка» или «хранилище». [21] Ядерные тельца могут не все выполнять одну и ту же функцию. Sp140 ассоциируется с определенными тельцами и, по-видимому, участвует в активации транскрипции. [22]

Было показано, что ядерные тельца ND10 играют важную роль в регуляции хроматина . [23]

Предполагается, что ядерные тельца участвуют в нескольких аспектах регуляции генов. Концентрируя субстраты и ферменты на этих определенных территориях (т. е. прерибосомальную РНК и связанный с ней белок биогенеза рибосомы в ядрышке), предполагается, что это может помочь повысить эффективность ферментативных реакций, связанных с конкретным ядерным тельцем. Например, ядерные спеклы, которые когда-то считались хранилищами факторов сплайсинга, теперь, как было показано, концентрируют факторы, способствующие сплайсингу (например, компоненты основной и второстепенной сплайсосомы) и молекулы субстрата пре-мРНК, чтобы повысить кинетическую эффективность реакции сплайсинга. [24] Таким образом, будущие исследования покажут, играют ли другие ядерные тельца функциональную роль в различных аспектах регуляции генов, таких как транскрипция, модификации РНК, биогенез рибосомы и другие ядерные процессы.

Патология

Паттерн иммунофлуоресцентного окрашивания антител sp100. В ядре клеток видны ядерные точки. Получено с использованием сыворотки пациента с первичным билиарным циррозом на клетках HEp-20-10 с конъюгатом FITC.

Эти или подобные им тела были обнаружены в увеличенном количестве при лимфоидном раке [25] [26] и СКВ (волчанке). [27] Они также наблюдаются с большей частотой при подостром склерозирующем панэнцефалите ; в этом случае антитела к кори демонстрируют экспрессию и локализацию в ядерных тельцах. [28]

Ссылки

  1. ^ Вебер SC (июнь 2017 г.). «Свойства материала, кодируемые последовательностью, определяют структуру и функцию ядерных тел». Current Opinion in Cell Biology . 46 : 62–71. doi : 10.1016/j.ceb.2017.03.003. PMID  28343140.
  2. ^ Zimber A, Nguyen QD, Gespach C (октябрь 2004 г.). «Ядерные тельца и компартменты: функциональные роли и клеточная сигнализация в здоровье и болезни». Cellular Signalling . 16 (10): 1085–104. doi :10.1016/j.cellsig.2004.03.020. PMID  15240004.
  3. ^ Rivera-Molina YA, Martínez FP, Tang Q (август 2013 г.). «Ядерный домен 10 вирусного аспекта». World Journal of Virology . 2 (3): 110–22. doi : 10.5501/wjv.v2.i3.110 . PMC 3832855. PMID  24255882 . 
  4. ^ Lafarga M, Berciano MT, Pena E, Mayo I, Castaño JG, Bohmann D и др. (август 2002 г.). «Кластосома: подтип ядерного тельца, обогащенного протеасомами 19S и 20S, убиквитином и белковыми субстратами протеасомы». Молекулярная биология клетки . 13 (8): 2771–82. doi :10.1091/mbc.e02-03-0122. PMC 117941. PMID  12181345 . 
  5. ^ Banani SF, Lee HO, Hyman AA, Rosen MK (май 2017 г.). «Биомолекулярные конденсаты: организаторы клеточной биохимии». Nature Reviews. Молекулярная клеточная биология . 18 (5): 285–298. doi :10.1038/nrm.2017.7. PMC 7434221. PMID 28225081.  S2CID 37694361  . 
  6. ^ Bhat P, Hanson D, Guttman M (август 2021 г.). «Ядерная компартментализация как механизм количественного контроля экспрессии генов». Nature Reviews. Молекулярная клеточная биология . 22 (5): 653–670. doi :10.1038/s41580-021-00387-1. PMID  34341548.
  7. ^ Brasch K, Ochs RL (октябрь 1992 г.). «Ядерные тельца (ЯТ): недавно «переоткрытая» органелла». Experimental Cell Research . 202 (2): 211–23. doi :10.1016/0014-4827(92)90068-J. PMID  1397076.
  8. ^ ab Sternsdorf T, Grötzinger T, Jensen K, Will H (декабрь 1997 г.). «Ядерные точки: актеры на многих сценах». Иммунобиология . 198 (1–3): 307–31. doi :10.1016/s0171-2985(97)80051-4. PMID  9442402.
  9. ^ Pawlotsky JM, Andre C, Metreau JM, Beaugrand M, Zafrani ES, Dhumeaux D (июль 1992 г.). «Множественные ядерные точки антинуклеарных антител не являются специфическими для первичного билиарного цирроза». Гепатология . 16 (1): 127–31. doi :10.1002/hep.1840160121. PMID  1319948. S2CID  22729443.
  10. ^ Ascoli CA, Maul GG (март 1991). «Идентификация нового ядерного домена». Журнал клеточной биологии . 112 (5): 785–95. doi :10.1083/jcb.112.5.785. PMC 2288866. PMID  1999457 . 
  11. ^ ab Chaly N, Setterfield G, Kaplan JG, Brown DL (1983). "Ядерные тельца в лимфоцитах селезенки мыши: II - Цитохимия и авторадиография во время стимуляции конканавалином А". Biology of the Cell . 49 (1): 35–43. doi :10.1111/j.1768-322x.1984.tb00220.x. PMID  6199062. S2CID  43084163.
  12. ^ Dent AL, Yewdell J, Puvion-Dutilleul F, Koken MH, de The H, Staudt LM (август 1996). "LYSP100-ассоциированные ядерные домены (LANDs): описание нового класса субъядерных структур и их связь с ядерными тельцами PML". Blood . 88 (4): 1423–6. doi : 10.1182/blood.V88.4.1423.bloodjournal8841423 . PMID  8695863.
  13. ^ Gongora C, David G, Pintard L, Tissot C, Hua TD, Dejean A, Mechti N (август 1997 г.). «Молекулярное клонирование нового интерферон-индуцированного белка PML, ассоциированного с ядерным тельцем». Журнал биологической химии . 272 ​​(31): 19457–63. doi : 10.1074/jbc.272.31.19457 . PMID  9235947.
  14. ^ Зубер М., Хейден Т.С., Лайоус-Петтер А.М. (1995). «Человеческое аутоантитело, распознающее ядерный матрикс-ассоциированный ядерный белок, локализованный в точечных структурах». Биология клетки . 85 (1): 77–86. doi :10.1111/j.1768-322X.1995.tb00944.x. PMID  8882521.
  15. ^ Sternsdorf T, Jensen K, Will H (декабрь 1997 г.). «Доказательства ковалентной модификации ядерных точечных белков PML и Sp100 с помощью PIC1/SUMO-1». Журнал клеточной биологии . 139 (7): 1621–34. doi :10.1083/jcb.139.7.1621. PMC 2132645. PMID  9412458 . 
  16. ^ Maul GG, Yu E, Ishov AM, Epstein AL (декабрь 1995 г.). «Ядерный домен 10 (ND10) ассоциированные белки также присутствуют в ядерных тельцах и перераспределяются в сотни ядерных участков после стресса». Журнал клеточной биохимии . 59 (4): 498–513. doi :10.1002/jcb.240590410. PMID  8749719. S2CID  22209911.
  17. ^ Xie K, Lambie EJ, Snyder M (октябрь 1993 г.). «Ядерные точечные антигены могут определять транскрипционные домены в ядре». Молекулярная и клеточная биология . 13 (10): 6170–9. doi :10.1128/MCB.13.10.6170. PMC 364676. PMID  8413218 . 
  18. ^ Chelbi-Alix MK, Quignon F, Pelicano L, Koken MH, de Thé H (февраль 1998 г.). «Устойчивость к вирусной инфекции, обусловленная белком промиелоцитарного лейкоза, индуцированным интерфероном». Журнал вирусологии . 72 (2): 1043–51. doi :10.1128/JVI.72.2.1043-1051.1998. PMC 124576. PMID  9444998 . 
  19. ^ ab Müller S, Matunis MJ, Dejean A (январь 1998). «Конъюгация с убиквитин-связанным модификатором SUMO-1 регулирует разделение PML в ядре». The EMBO Journal . 17 (1): 61–70. doi :10.1093/emboj/17.1.61. PMC 1170358 . PMID  9427741. 
  20. ^ Киньон Ф, Де Бельс Ф, Кокен М, Фойнтеун Дж, Амайзен Дж. К., де Те Х (ноябрь 1998 г.). «ПМЛ вызывает новый каспазо-независимый процесс смерти». Природная генетика . 20 (3): 259–65. дои : 10.1038/3068. PMID  9806544. S2CID  856232.
  21. ^ Maul GG (август 1998). «Ядерный домен 10, сайт транскрипции и репликации ДНК вируса». BioEssays . 20 (8): 660–7. doi :10.1002/(SICI)1521-1878(199808)20:8<660::AID-BIES9>3.0.CO;2-M. PMID  9780840. S2CID  46499841.
  22. ^ Bloch DB, Chiche JD, Orth D, de la Monte SM, Rosenzweig A, Bloch KD (июнь 1999). «Структурная и функциональная гетерогенность ядерных тел». Молекулярная и клеточная биология . 19 (6): 4423–30. doi : 10.1128 /MCB.19.6.4423. PMC 104401. PMID  10330182. 
  23. ^ Gu H, Zheng Y (апрель 2016 г.). "Роль ядерных телец ND10 в репрессии хроматина HSV-1". Virology Journal . 13 : 62. doi : 10.1186/s12985-016-0516-4 . PMC 4822283. PMID  27048561 . 
  24. ^ Bhat P, Chow A, Emert B и др. (май 2024 г.). «Организация генома вокруг ядерных спеклов управляет эффективностью сплайсинга мРНК». Nature . 629 (5): 1165–1173. doi :10.1038/s41586-024-07429-6. PMC 11164319 . PMID  38720076. 
  25. ^ Ривас С, Олива Х (1974). «Ядерные тельца при болезни Ходжкина». Pathologia Europaea . 9 (4): 297–301. PMID  4457783.
  26. ^ Тани Э., Аметани Т. (1975). «Ядерные характеристики злокачественной лимфомы в мозге». Злокачественные лимфомы нервной системы . Т. Приложение 6. стр. 167–71. doi :10.1007/978-3-662-08456-4_28. ISBN 978-3-540-07208-9. PMID  168720. {{cite book}}: |journal=проигнорировано ( помощь )
  27. ^ Джонс Дж. М., Мартинес А. Дж., Джоши В. В., Мак-Вильямс Н. (март 1975 г.). «Системная красная волчанка». Архивы патологии . 99 (3): 152–7. PMID  164172.
  28. ^ Brown HR, Thormar H (ноябрь 1976 г.). «Иммунопероксидазное окрашивание простых ядерных тел при склерозирующем панэнцефалите (SSPE) антисывороткой к нуклеокапсидам кори». Acta Neuropathologica . 36 (3): 259–67. doi :10.1007/BF00685370. PMID  795259. S2CID  38057985.
  29. ^ Nervi C, Ferrara FF, Fanelli M, Rippo MR, Tomassini B, Ferrucci PF и др. (октябрь 1998 г.). «Каспазы опосредуют деградацию, вызванную ретиноевой кислотой, белка слияния острого промиелоцитарного лейкоза PML/RARalpha». Blood . 92 (7): 2244–51. PMID  9746761.
  30. ^ Schneider SM, Pritchard SM, Wudiri GA, Trammell CE, Nicola AV (май 2019 г.). Dermody TS (ред.). «Ранние шаги в герпесе простого вируса инфекции, заблокированные ингибитором протеасомы». mBio . 10 (3): e00732–19, /mbio/10/3/mBio.00732–19.atom. doi :10.1128/mBio.00732-19. PMC 6520451 . PMID  31088925.