细胞中的所有蛋白质都是由复杂的分子机器组装而成的。这些核糖体的前体在细胞核中产生，然后通过所谓的核孔进入细胞。波恩大学和苏黎世联邦理工学院的研究人员现在首次在活细胞中拍摄了这一基本过程。他们的实验提高了对核糖体如何产生的理解。该研究发表在《自然通讯》杂志上。

该细胞核是一种跳马：它坐落在细胞和看守DNA，它包含了所有细胞的蛋白质建造指令。当细胞需要蛋白质来完成特定任务时，它会订购细胞核中匹配DNA片段的转录本。该副本离开细胞核并到达核糖体，即复杂的分子机器。然后，它们会逐步按照说明进行操作以生产所需的蛋白质。

这意味着绝大多数细胞分子是在细胞核外产生的。然而，这不适用于核糖体本身：它们的众多成分已经在很大程度上组装在细胞核内。这导致形成两个大分子复合物，前60S和前40S亚基。然后两者都通过核孔进入细胞，在最后一步组装成核糖体。

来自波恩大学和苏黎世联邦理工学院的团队现在准确地拍摄了更大的60S前亚单位的出口是如何发生的。“为此，我们用绿色染料将核孔染色，并将60S之前的单元染成红色，”

波恩大学物理和理论化学研究所的UlrichKubitscheck教授解释说。记录本身是在特殊显微镜的帮助下完成的，研究人员也为此专门修改了显微镜。

凝胶塞作为孔隙塞

“通过这种方式，我们在全球范围内首次成功地实时捕获单个核糖体成分通过孔的通道，”该研究的主要作者JanRuland博士说，他在Kubitscheck的研究小组完成了博士学位。这绝不是微不足道的：人体细胞的细胞核实际上布满了数千个孔。它们中的每一个的直径都只有大约一万分之一毫米。成功是基于显微技术的进步，也基于研究人员十多年的研究工作，在这些工作中，研究人员不断优化他们的方法。

通过毛孔的运输是一个复杂的过程：它们被一种凝胶密封，通常会阻止较大的分子通过。核糖体的亚基很大;没有帮助者，他们无法离开核心。因此，它们周围环绕着某些分子，即输出受体。这允许他们“游过”凝胶塞，可以这么说。Kubitscheck的同事JanPeterSiebrasse博士解释说：“在每个孔的外侧都有一个蛋白质抓手，可以拉出核糖体单元。”

通过只需要25毫秒

这一步似乎是运输过程的“瓶颈”。“我们能够证明60S之前的单元正好在蛋白质夹持器进入孔隙的位置堆积，”Siebrasse说，他和Kubitscheck一样是跨学科研究领域“物质和物质的构建块”的成员。基本相互作用”(TRA事项)。然而，输出进行得相对较快——研究参与者估计，每秒有35到50个亚单位可以通过一个孔。

但对影片的评价也表明，出口并不总是奏效。只有在每三个60S之前的单元与孔接触的情况下，它才会真正离开细胞核。然而，在其余的情况下，这个过程被中止了——可能是因为其他分子同时被运出细胞核，Kubitscheck推测。

该研究为核糖体的形成提供了更详细的见解。

此外，该方法也适用于调查其他运输过程。“我们已经几乎用尽了当前的技术可能性，”Kubitscheck说。“审稿人将我们的研究称为参考，我们希望其他群体可以从中受益，这并非没有道理。”