Войти
Наложение флуоресцентной микрофотографии (зеленый) на DIC-изображение клетки HeLa, экспрессирующей желтый флуоресцентный белок слияния параспекльного белка 1 (PSP1): 1. цитоплазма; 2. ядро; 3. ядрышко; 4. парашюты В клеточной биологии, A paraspeckle является неправильной формой отсек ячейки, примерно 0,2-1 мкм по размеру, находится в ядре ' интерхроматинового пространства. Впервые задокументированные в клетках HeLa, где их обычно 10-30 на ядро, теперь известно, что параспеклы также существуют во всех первичных клетках человека, трансформированных клеточных линиях и срезах тканей. Их название происходит от их распределения в ядре; «пара» - это сокращение от «параллель», а «спекл» относится к спеклам сращивания, к которым они всегда находятся в непосредственной близости. Их функция до сих пор полностью не изучена, но считается, что они регулируют экспрессию генов путем секвестрации белков или мРНК с инвертированными повторами в их 3 'UTR.
West et al. (2016) предполагают, что NEAT1 сворачивается и связывается с белками ядра параспеклов, чтобы сначала сформировать единицы, которые соединяются вместе с помощью белков FUS, чтобы сформировать упорядоченную сферу параспеклов. Параспеклы организованы в сфероидальные структуры ядро-оболочка; семь белков на помосте lncRNA NEAT1 (23Kb изоформы называют NEAT1_2 или NEAT1v2). В 2016 году West et al. предложил принятую в настоящее время модель Paraspeckles. Это было основано на их текущих результатах, полученных с помощью микроскопии сверхвысокого разрешения. В их моделях указано, что строительные леса NEAT1 _2 складываются в V-образный блок. Многие из этих единиц затем собираются в сфероид ядро-оболочка белками FUS. Основные белки SFPQ, ноы и PSPC1 плотно ассоциированные к собранной конструкции. Наконец, образуется оболочка, состоящая из частично локализованных белков TDP43. Из-за интегральной природы NEAT1 к сборке парапекл, сборка, как полагают, происходит в непосредственной близости к сайтам транскрипции NEAT1.
Было отмечено, что Paraspeckles имеют много общего как по характеристикам, так и по структуре с цитоплазматическими стрессовыми гранулами, другим типом безмембранных органелл. Этот вывод возник из того факта, что оба содержат общие составляющие белки, становятся более многочисленными при стрессе, по-видимому, функционируют за счет секвестрирования других белков, и оба имеют отдельные области ядра или оболочки с предсказуемыми локализованными молекулами.
Параспеклы - это динамические структуры, которые изменяются в ответ на изменения клеточной метаболической активности. Они зависят от транскрипции. Все пять предлагаемых белковых компонентов имеют мотивы распознавания РНК (RRMs), и в отсутствие транскрипции РНК-полимеразы II Paraspeckle исчезает, а все связанные с ним компоненты образуют перинуклеолярный колпачок серповидной формы в ядрышке. Это явление демонстрируется во время клеточного цикла. В клеточном цикле Paraspeckles присутствуют во время интерфазы и во время всего митоза, кроме телофазы, потому что, когда образуются два дочерних ядра, транскрипция Pol II РНК отсутствует, поэтому белковые компоненты вместо этого образуют перинуклеолярный колпачок. Паттерны локализации также дублировались в экспериментах с использованием препаратов, ингибирующих транскрипцию.
Роль Paraspeckle пока полностью не изучена. Было высказано предположение, что активность NONO (он же p54nrb), белкового компонента, зависит от его локализации в ядре. Таким образом, одно из объяснений функции Paraspeckle состоит в том, что он обеспечивает упорядоченную локализацию составляющих его белков и тем самым помогает управлять их активностью. В свою очередь, считается, что это наделяет Paraspeckle регуляторной функцией транскрипции. Кроме того, метаанализ Fox et al. (2018) связывает регуляцию Paraspeckle с его способностью связывать или красть составляющие белки и РНК. Это приводит к истощению других ядерных отсеков. Текущее исследование функции Paraspeckle в основном нацелено на роли нескольких из его компонентов, чтобы указать на более широкое использование клеток, эта страница в основном сосредоточена на роли белков Paraspeckle и NEAT1.
Основное понимание их физиологической функции - это их местонахождение. Выраженные параспеклы обнаруживаются только в субпопуляции клеток в тканях мышей, например, в лютеиновых клетках или клетках на кончике эпителия кишечника. Следовательно, в зависимости от местоположения считается, что параспеклы играют роль в регуляции рака, размножении и борьбе с вирусами.
В центре внимания была роль Paraspeckle в сценариях рака и клеточного стресса. Wang, Z, Li K, Huang, W (2019), записывают, что количество NEAT1 и, следовательно, Paraspeckles увеличивается при опухолях пищеварительной системы и раке дыхательных путей. Кроме того, эта экспрессия NEAT1 связана с размером опухоли, стадией рака, способностью к распространению и общей выживаемостью пациента. В то же время неспособность регулировать выработку NEAT1 была связана с незлокачественными заболеваниями, такими как нейродегенеративные заболевания, такие как болезнь Паркинсона или Альцгеймера. Однако функция NEAT1 и Paraspeckles не всегда положительна, было доказано, что они усиливают злокачественность и стволовость опухолей груди за счет увеличения экспрессии гена WNT4.
NEAT1 также влияет на шансы на беременность и фертильность, особенно у самок млекопитающих, чьи лютеиновые клетки регулируются Paraspeckles. Это может вызвать уродство или возможное отсутствие образования желтого тела, что приведет к бесплодию, меньшему количеству пометов и меньшему количеству жизнеспособных беременностей. В исследовании Chai Y, Liu J, Zhang Z, Liu L (2016) у мышей с нокаутом (без NEAT1) наблюдались нарушения пролиферации эпителиальных клеток, что приводило к снижению лактации у матерей и еще более сокращало выживаемость помета. Интересно, что эти нокаутные мыши демонстрируют стохастический эффект; желтое тело образуется у некоторых, но не у всех. Это подтверждает тот факт, что параспеклы индуцируются клеточным стрессом и что на них влияют триггеры окружающей среды.
С вирусной точки зрения уровни NEAT1 оказывают заметное влияние на инфекции внутри клеток множеством различных РНК-вирусов, включая японский энцефалит, бешенство, ВИЧ, грипп и Hantaan, а также ДНК-кодируемый вирус простого герпеса. Wang, Z, Li K, Huang, W (2019) предполагают, что NEAT1_2 / Paraspeckles действует как промотор для запуска клеточной защиты и помогает механизму клеточной защиты.
С молекулярной точки зрения на этой странице исследуется функция Paraspeckle через NEAT1, NONO (p45nrb) и SFPQ (PSF).
Одним из аспектов молекулярной функции является способность Paraspeckle связывать другие молекулы, влияющие на транскрипцию. Это делается как NEAT1, так и некоторыми составляющими белками. NEAT1 в первую очередь отвечает за архитектуру Paraspeckle и обеспечивает стабильность белковых компонентов. Тем не менее, также было показано, что он регулирует экспрессию генов. Это достигается путем привлечения факторов транскрипции, их отделения от промоторов генов и, в конечном итоге, изменения транскрипции. Кроме того, Wang, Z, Li K, Huang, W (2019) заявляют, что NEAT1 может регулировать экспрессию, связываясь с РНК-связывающими белками, это регулирует события сплайсинга РНК и может управлять стабильностью белков. Другая форма связывания молекул - через NONO и SFPQ, оба белка могут связываться с двухцепочечной РНК, которая образовалась в результате транскрибированных инвертированных повторяющихся мотивов.
Другой аспект молекулярной функции - это локализация в NEAT1 белков Paraspeckle для управления их активностью. В исследовании Hirose, T. et al. (2014), когда уровни NEAT1_2 увеличиваются, Paraspeckles удлиняются. Это, в свою очередь, увеличивает не только длину параспеклов, но и потребность в большем количестве белков параспеклов для создания третичных структур, необходимых для правильного функционирования. Это снижает доступность нуклеоплазматического белка. В их исследовании было отмечено, что это влияет на роль свободных белков Paraspeckle, таких как SFPQ, которые обычно репрессируют IL-8, иммунный ген, или могут активировать ген ADARB2. Таким образом, регуляцией генов можно манипулировать не только путем секвестрации несоставных белков, но также и белков, составляющих параспекл.
| Имя Гена | Важность образования параспеклов | Прионоподобный домен (а) | Мутация БАС (б) | Линия разделения жидкой и жидкой фаз (c) | Зона параспеклов (d) |
| ПАРАСПЕКЛЬНЫЕ БЕЛКИ | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| AHDC1 | Незаменимый | Нет | |||
| AKAP8L | Незаменимый | да | |||
| CELF6 | nd (e) | Нет | |||
| CIRBP | Незаменимый | Нет | |||
| CPSF5 | Незаменимый | Нет | |||
| CPSF6 | Незаменимый | Нет | |||
| CPSF7 | Важный | Нет | |||
| DAZAP1 | Существенный | да | |||
| DLX3 | nd | да | |||
| EWSR1 | Незаменимый | да | да | ||
| FAM98A | Важный | да | |||
| FIGN | Важный | да | |||
| FUS | Существенный | да | да | да | Основной |
| HNRNPA1 | Важный | да | да | да | |
| HNRNPA1L2 | nd | да | |||
| HNRNPF | nd | Нет | |||
| HNRNPH1 | nd | да | |||
| HNRNPH3 | Существенный | да | |||
| ГНРНПК | Существенный | Нет | |||
| HNRNPR | Важный | да | |||
| HNRNPUL1 | Важный | да | |||
| MEX3A | nd | Нет | |||
| НЕТ НЕТ | Существенный | да | Основной | ||
| PCED1A | Важный | Нет | |||
| PSPC1 | Незаменимый | да | Основной | ||
| RBM3 | Незаменимый | да | |||
| RBM4B | Незаменимый | Нет | |||
| RBM7 | Незаменимый | Нет | |||
| RBM12 | Важный | да | |||
| RBM14 | Существенный | да | да | Пластырь | |
| RBMX | Незаменимый | Нет | |||
| RUNX3 | Незаменимый | да | |||
| SFPQ | Существенный | да | да | Основной | |
| SMARCA4 (BRG1) | Существенный | Нет | Пластырь | ||
| SRSF10 | Важный | Нет | |||
| SS18L1 | nd | да | да | ||
| TAF14 | Важный | да | да | ||
| TDP43 | nd | да | да | Оболочка | |
| UBAP2L | Незаменимый | да | |||
| ZC3HG | Незаменимый | да | |||
| ПАРАСПЕКЛЬНЫЕ РНК | |||||
| NEAT1 | Существенный | N / A (e) | 5 '+ 3' Оболочка, средняя сердцевина | ||
| IR-содержащие РНК | Незаменимый | N / A | |||
| AG-богатые РНК | Незаменимый | N / A | Оболочка | ||
| (а) Тип домена низкой сложности, богатый полярными и небольшими аминокислотами (Gly, Ala, Ser, Pro, Asn, Gln, Tyr), участвующий в формировании фибриллярных агрегатов более высокого порядка. (b) Боковой амиотрофический склероз, также известный как болезнь двигательных нейронов. (c) Разделение компонентов молекулярных смесей на отдельные расслоенные фазы (например, масло и воду). В клетке многие безмембранные органеллы демонстрируют жидкое поведение, что позволяет предположить, что они представляют собой расслоенные жидкости. (d) Зоны параспеклов относятся к сверхвысокому разрешению изображения параспеклов. (e) Сокращения: nd, не определено; N / A, не применимо | |||||
