分子套索在行动中被抓

细胞面临的最基本的挑战之一是如何将相隔很远的膜聚集在一起, 近. 像一个滴水的水龙头, 液滴在哪里直到溪流的两个外缘相遇才被释放, 这一关键步骤对各种事业至关重要：从分裂时分离两个细胞, 从宿主细胞中释放感染性病毒.

三张图片展示了将相隔很远的膜拉近的过程
三张图片展示了将相隔很远的膜拉近的过程

新的研究表明细胞机制, 称为ESCRT（运输所需的内体分选复合物）, 完成这一基本任务. 由韦斯利·桑德奎斯特博士共同领导的合作努力.D.他在犹他大学医学院工作， 亚当·弗罗斯特.D., Ph.D., 在加州大学任教, 旧金山和犹他大学医学院, 和菲利斯·汉森, M.D., Ph.D.华盛顿大学的一项研究发表于 科学 2015年12月3日上线.

核心ESCRT机械是在使用创新的电子显微镜（EM）成像技术的组合中捕获的, 包括低温电子显微镜，它可以在原子水平上拍摄快速冷冻蛋白质的照片. 这些图像说明了ESCRT机械是如何形成线圈的, 以及这些线圈是如何将膜拉到一起的.

ESCRT机械如何形成线圈，以及这些线圈如何将膜拉到一起
下面的白色箭头指向被凹凸不平的ESCRT蛋白脊包围的膜，ESCRT蛋白通过将球泡缩小成管状，将球泡的两侧连接在一起. 黄色箭头指向膜上没有机械的区域.

以超高分辨率4Å（1埃是100亿分之一米）拍摄的图像显示，核心机器本质上是一个缠绕在膜上的线圈. 

在这部电影中，ESCRT机器是绿色的.

这张图说明了线圈是由ESCRT蛋白（浅色球）的多个拷贝组成的，当它们围绕着膜的外缘（棕色）时，它们堆叠成线圈。.
这张图说明了线圈是由ESCRT蛋白（浅色球）的多个拷贝组成的，当它们围绕着膜的外缘（棕色）时，它们堆叠成线圈。.
ESCRT的两个组成部分, IST1和CHMP1B, 把线圈连接在一起, IST1在外面, CHMP1B在里面.
ESCRT的两个组成部分, IST1和CHMP1B, 把线圈连接在一起, IST1在外面, CHMP1B在里面.

CHMP1B驱动线圈的组装，这一成就得益于其灵活的臂状形状.

每个CHMP1B亚基与相邻的亚基抢夺并互锁，从而加强了整个机制.
每个CHMP1B亚基与相邻的亚基抢夺并互锁，从而加强了整个机制.

类似于分子套索的, 这些线圈缠绕在膜的外部并将它们夹在一起.

膜上的分子套索
膜上的分子套索

一旦大自然找到了一个好的解决方案, 进化倾向于修补, 在这个过程中经常扩大它的使用范围. 实验表明，ESCRT线圈是由不同但相关的亚基形成的, 叫CHMP4A, 可以稍微修改一下执行任务的方式：它坐着 在 把两层膜拉在一起.

膜上的分子套索
膜上的分子套索

这项研究解释了ESCRT机械是如何形成线圈的, 并提出了这些线圈在细胞分裂时管状膜的方式, 自我修复, 产生病毒和运输囊泡. 了解ESCRT可能有一天会导致新的病毒感染预防措施, 或者治疗某些神经退行性疾病. 但对于这项研究的主要研究人员来说，满足感来自于把看不见的东西变成现实.

"ESCRT-III螺旋聚合物的结构和膜重塑活性发表于 科学 2015年12月3日.

除了桑德奎斯特, 霜, 和汉森, 共同作者有：John McCullough（共同第一作者）, 来自犹他大学的玛丽莎·桑德斯和莱米·科尔夫, 艾米·克利平格（共同第一作者）, 迈克尔Skowyra, 以及华盛顿大学的特蕾莎·奈史密斯, 加州大学的纳撒尼尔·塔利奇说, 旧金山, 劳伦斯伯克利国家实验室的Pavel Afonine说, 还有FEI公司的Christopher Arthur.