最精确NPC胞质环结构模型构建成功

本报讯（记者温才妃）6月10日，西湖大学施一公团队在《科学》上在线发表了最新研究成果，报道了目前分辨率最高的核孔复合物（NPC）中胞质环（CR）亚基的结构。

在真核细胞的微观世界中，NPC是其中最庞大、最复杂的分子机器之一，也是在核膜上负责物质双向运输的唯一通道，其功能异常与包括癌症在内的多种疾病的发生有关。NPC的高分辨率结构解析一直被视为结构生物学界的难题之一。

此前，该团队已成功解析了NPC中核质环（NR）和内环（IR）的高分辨结构，加上此次解析的CR亚基结构，三者共同构成了目前为止最详细且最精确的NPC支架结构模型，为理解脊椎动物NPC的组成、结构、组装及功能提供了坚实基础。同时，该模型还提供了多个疾病相关的基因突变在NPC中的位置信息，为疾病诊断及后续药物开发提供了宝贵依据。

NPC镶嵌于细胞核的双层核膜（NE）之上，在从细胞质到细胞核的方向上，主要由胞质丝（CF）、CR、IR、腔环（LR）、NR和核篮（NB）组成。其中，CR、IR和NR构成NPC最稳定的支架部分，是结构生物学领域关注的重点。

由于NPC分子具有巨大的尺寸和结构柔性，获得完整NPC支架的高分辨率结构具有极高难度。该团队创新性地利用倾转样品台的办法对包埋在核膜中的完整NPC分子进行研究。他们通过将NPC支架部分拆分成CR、IR和NR三个环状结构，并在各个环内进一步拆分成各个稳定区域，分别进行颗粒对中和三维重构，最终获得了迄今为止分辨率最高的核孔复合物CR亚基的冷冻电镜结构，分辨率达3.7~4.7埃。同时，该团队还利用重组表达技术和单颗粒冷冻电镜分析手段，将Nup358的N端结构域解析至3.0埃分辨率。以这些重构结果为基础，该团队最终构建了迄今为止最完整且最精确的CR结构模型。

相关论文信息：https://www.science.org/doi/10.1126/science.abl8280