2022年1月19日にNature Journal Natureに掲載された調査結果は、NPCが遺伝子の発現、DNA複製、およびその他の必須細胞プロセスを制御する方法についての洞察を提供します。また、特定の種類の癌や神経変性障害など、核輸送の欠陥によって引き起こされる疾患の新しい治療法につながる可能性があります。
「NPCは、一定の分子交通を備えた賑やかな都市のようなものです」と、カリフォルニア州バークレーの分子生物学の教授であり、研究チームを率いたハワードヒューズ医療研究所の調査員であるマイケル・ルートは述べています。 「NPCの重要な規制メカニズムの1つがどのように制御されているかを発見しました。」
NPCは、細胞核を囲む二重膜である核エンベロープにまたがるタンパク質複合体です。ヌクレオポリンと呼ばれる約30の異なるタンパク質で構成されています。これは、ほぼ円筒形の形状と直径約100ナノメートルの構造を形成するために集まっています。
NPCには2つの主要な機能があります。特定の分子が核エンベロープを通過し、他の分子をブロックすることです。 NPCを通過することが許可されている分子には、タンパク質、核酸、およびイオンなどの小分子が含まれます。ブロックされた分子には、ウイルスやタンパク質凝集体などの大きな分子が含まれます。
研究者は、Cryo-Electron顕微鏡（Cryo-EM）を含むさまざまな手法を使用してNPCを研究し、NPCを前例のない詳細で視覚化できるようにしました。彼らは、NPCがRangtPaseサイクルと呼ばれる特定のタンパク質複合体によって規制されていることを発見しました。 RangtPaseサイクルは、グアニン三リン酸（GTP）に結合した形態から、グアニン二リン酸（GDP）に結合した形態に結合した形態からRanと呼ばれる小さなタンパク質の変換を含む一連の分子イベントです。
研究者は、RangtPaseサイクルがNup153と呼ばれるタンパク質の活性を調節することにより、NPCの開閉を制御することを発見しました。 NUP153は、NPCの細胞質側に位置するヌクレオポリンです。それは、rangdpに結合したときにNPCを介した分子の動きをブロックするゲートキーパーとして機能します。 Rangtpが存在すると、NUP153がNPCから解放され、分子が通過できるようになります。
「RangtPaseサイクルは、核輸送のマスターレギュレーターです」とRout氏は述べています。 「私たちの調査結果は、このサイクルがNPCをどのように制御し、サイクルの欠陥が病気につながる方法についての新しい洞察を提供します。」
