耶什華大學(xué)阿爾伯特愛因斯坦醫(yī)學(xué)院的研究人員利用顯微鏡觀察活細(xì)胞發(fā)現(xiàn)了信使核糖核酸（mRNA）從細(xì)胞核進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)的過程中重要的分子作用機制。研究論文在線發(fā)表在《自然》（Nature）雜志上，標(biāo)志著顯微鏡在科學(xué)研究應(yīng)用方面的巨大進(jìn)步。這一發(fā)現(xiàn)將有可能推動對肌強直性營養(yǎng)不良等由于信使RNA在細(xì)胞核內(nèi)沉積所致的病癥的治療。

        文章的第一作者Robert Singer博士是解剖學(xué)和結(jié)構(gòu)生物學(xué)系教授及聯(lián)合主席、細(xì)胞生物學(xué)和神經(jīng)科學(xué)教授、愛因斯坦格魯斯理柏生物光子學(xué)中心（Gruss-Lipper Biophotonics Center）的聯(lián)合負(fù)責(zé)人。另一位共同作者David Grünwald是荷蘭代爾夫特理工大學(xué)Kavli 納米科學(xué)研究所工作人員。

        在此研究之前，顯微鏡的分辨率僅為200納米這意味著接近此大小的活細(xì)胞分子無法被分辨。在新研究中研究人員將顯微鏡的分辨率提高了10倍，成功地區(qū)分了大小僅為20納米的分子。

        蛋白質(zhì)合成是最重要的細(xì)胞生理過程?；蛎撗鹾颂呛怂幔―NA）攜帶著遺傳信息。在蛋白合成過程中，通過DNA轉(zhuǎn)錄將遺傳信息傳遞給信使RNA，信使RNA分子離開細(xì)胞核進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，在細(xì)胞質(zhì)的核糖體中翻譯合成特異的蛋白質(zhì)。

        分子通過核孔在細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)之間進(jìn)行穿梭運動。研究人員用黃色熒光蛋白標(biāo)記信使RNA分子，用紅色熒光蛋白標(biāo)記核孔，通過高速攝像機將信使RNA分子通過核孔的過程拍攝下來，從而揭示了信使RNA分子通過核孔從細(xì)胞核進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)的動態(tài)機制。這是研究人員第一次在活細(xì)胞中實時觀察分子的膜孔轉(zhuǎn)運。
 
        “直到現(xiàn)在我們才真正地了解信使RNA通過核孔的過程，”Singer博士說道：“研究人員曾以為這些分子通過狹窄的核孔應(yīng)該是一個緩慢的易位過程。讓我們驚訝的是，信使RNA分子迅速地通過了核孔，緩慢地停泊在細(xì)胞核的邊緣等待釋放進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)。

        Singer博士發(fā)現(xiàn)單個的信使RNA分子在到達(dá)核孔后會等待80毫秒，然后在5毫秒的時間內(nèi)快速通過核孔，最后分子在核孔的另一邊又等待80毫秒然后才被釋放到細(xì)胞質(zhì)。

        研究還發(fā)現(xiàn)有10%的信使RNA分子在核孔停留數(shù)秒而最終無法獲得通過這表明信使RNA可能在這個位點被篩查。

        “研究人員推測某些突變基因的信使RNA分子也許在進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)之前或一段短時間之后就被篩查出來并被破壞，問題是在哪里發(fā)生了監(jiān)督作用？”Singer博士說：“因此我們想知道是否因為存在質(zhì)量控制機制使得這些信使RNA分子無法正常通過核孔。

        肌強直性營養(yǎng)不良是一種以肌肉廢用為特征的嚴(yán)重的遺傳疾患，是由于三個核苷酸DNA重復(fù)序列發(fā)生突變引起。Singer博士在對肌強直性營養(yǎng)不良的研究中發(fā)現(xiàn)肌強直性營養(yǎng)不良患者的細(xì)胞mRNA沉積在細(xì)胞核里，而無法進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)。“通過了解mRNA在細(xì)胞核中沉積的機制，我們也許能夠找到由于信使RNA在細(xì)胞核內(nèi)沉積所致的病癥的治療方法?！?/P>