Transfected plasmids have reduced expression in cells deficient in SEPTIN 9 or ESCRT proteins
本研究表明，由于内体酸化受阻以及内体逃逸受阻，缺乏 SEPTIN 9 或 ESCRT 蛋白的细胞中转染质粒的表达量显著降低，从而揭示了转染 DNA 的默认命运是自噬而非成功的胞质递送。
原始论文采用 CC BY 4.0 许可（https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/）。 这是一篇未经同行评审的预印本的AI生成解释。这不是医疗建议。请勿根据此内容做出健康决定。 阅读完整免责声明
为了向细胞传递新的指令，科学家们经常使用一种被称为“转染”的方法，即引入一种被称为“质粒”的小型环状 DNA 片段。其目标是让这些遗传物质进入细胞并开始发挥作用，例如生产某种蛋白质或作为研究工具。然而，这段旅程充满了障碍。当这些质粒被引入时，它们通常被包裹在由脂肪和蛋白质组成的微小气泡状载体中。细胞会将这些载体误认为是食物或有用的货物，并通过一种称为“胞吞作用”的过程将它们整个吞下。一旦进入细胞内部，质粒就会被困在一个被称为“内体”的膜结合隔室中。对于这些遗传指令要发挥作用，质粒必须逃离这个陷阱，到达细胞的主要工作区——细胞质。这种逃脱过程极其困难且效率低下，大多数情况下，质粒仍被困在内体中，并在那里最终降解，而从未完成其使命。准确了解这些颗粒是如何被困住的，以及什么因素有助于它们脱困，对于改进科学家向细胞递送遗传物质的方法至关重要。
研究人员最近调查了影响这种逃脱过程的具体细胞机制，重点关注了两组不同的蛋白质：SEPTIN 9 和被称为 ESCRT 复合物的蛋白质家族。团队首先通过从细胞中移除（或耗尽）SEPTIN 9，并观察转染质粒后的变化。他们发现，在缺乏这种蛋白质的情况下，质粒的表达量显著下降。这一结果并非仅仅因为细胞停止了对质粒载体的吞噬；其摄取过程保持正常。相反，SEPTIN 9 的缺失似乎阻止了含有质粒的内体发生酸化。由于这些颗粒的逃脱通常依赖于通过酸碱度的变化来触发释放，酸化的缺失意味着质粒被困住了。研究人员得出结论，SEPTIN 9 在促进质粒从内体笼中进行 pH 敏感性逃脱方面起着主要作用。
当研究团队观察 ESCRT 蛋白（特别是 VPS36 和 ALIX）时，调查转向了一个更为剧烈的阶段。当这些蛋白质被移除时，转染质粒的表达量下降得比失去 SEPTIN 9 时还要剧烈。在这些细胞中，转染的 DNA 未能与 CHMP4（一种帮助重塑内体膜以形成内部囊泡的特定 ESCRT 蛋白）实现共定位，即不再共享空间。这种相互作用的缺失表明，ESCRT 机制对于遗传物质的成功递送至关重要，其作用很可能是通过管理内体的结构变化，从而允许质粒退出。
或许最令人深刻的发现涉及那些未能逃脱的质粒的最终命运。研究人员观察到，转染的 DNA 与 LC3B（一种与自噬相关的标记蛋白）呈现出强烈的共定位现象。自噬是细胞的自然回收系统，是一个细胞吞噬自身成分或外来入侵者以将其分解的过程。质粒与该标记物的强共存表明，当逃脱机制失败时，转染物质的默认路径是被细胞的回收系统卷走并摧毁。这一发现描绘了一幅清晰的细胞景观图：质粒被吞下，它们在试图挣脱 SEPTIN 9 或 ESCRT 机制协助下的酸性陷阱，如果无法破茧而出，它们最终不可避免地会被路由至细胞的废物处理系统。
您所在领域的论文太多了？
获取与您研究关键词匹配的最新论文每日摘要——附技术摘要，使用您的语言。