2024年1月24日,美国霍华德休斯医学研究所的Jennifer Lippincott-Schwartz团队在杂志Nature上发表了题为Motion of VAPB molecules reveals ER–mitochondria contact site subdomains的文章。
为了协调细胞生理学,真核细胞依赖于分子在特定的细胞器-细胞器接触位点上的快速交换。内质网-线粒体接触位点(ERMCSs)是特别重要的通信枢纽,在信号分子、脂质和代谢物的交换中发挥着关键作用。ERMCS是通过每个细胞器表面的互补系结分子之间的相互作用来维持的,然而,由于这些膜界面对实验扰动的极端敏感性,对它们的纳米级组织和调控仍然缺乏清晰的了解。
该研究结合三维电子显微镜与模型细胞器系,囊泡相关膜蛋白(VAMP)相关蛋白B(VAPB)的高速分子跟踪,以绘制ERMCSs的结构和融合现象。研究人员发现了VAPB接触位点内与内质网膜弯曲率相关并经历快速重构的动态子域。VAPB分子在几秒钟内进入和离开ERMCSs,尽管接触位点本身在更长的时间尺度内保持稳定。这种亚稳态允许ERMCSs通过生理环境的变化进行重塑,以适应细胞的代谢需求。VAPB中肌萎缩侧索硬化症相关突变扰乱了这些亚结构域,可能损害它们的重构能力,导致细胞器间通信受损。这些结果建立了高速单分子成像,作为定位接触位点界面结构的新工具,并揭示了接触位点VAPB的融合现象是ERMCS稳态的重要组成部分。