穹窿體

穹窿體是一種存在於真核細胞中的細胞器，也是一種核糖核蛋白分子。該細胞器的功能尚不明晰。

通過電子顯微鏡可觀察到穹窿體呈對稱的穹窿狀，各側皆具有39褶結構。穹窿體出現在各種真核細胞並表現出高度的保守性。穹窿體一般懸浮於細胞質基質中，但也可以成在參與對抗病原體時成為脂質筏的一部分。

基本介紹

• 中文名：穹窿體
• 外文名：The vault body
• 發現時間：20世紀80年代
• 定義：存在於真核細胞中的細胞器

歷史

穹窿體於20世紀80年代被洛杉磯加利福尼亞大學藥學院的生物學家Nancy Kedersha及生物化學家Leonard Rome首次發現並成功分離。

形態學研究

穹窿體與核糖體一樣，是大型核糖核蛋白分子（核糖核酸-蛋白質複合物），但穹窿體的相對分子質量約為13MDa，約為核糖體的3倍。

通過不同方式測得的穹窿體的大小有一定差異：

利用負染色法測得的大小約為34nm×60nm；

利用低溫電子顯微鏡測得的大小約為26nm×49nm；

利用掃描隧道電子顯微鏡測得的大小約為35nm×59nm。

由於穹窿體的主要成分為蛋白質，所以利用傳統技術對其進行染色有一定困難。

穹窿體的蛋白質呈對稱的桶狀，兩側有等量的穹窿體主蛋白（Major Vault Protein，MVP）結合在一個穹窿體少數蛋白（minor vault protein）上。兩個總共包含96個穹窿體主蛋白及16個長度約為86–141bp穹窿體RNA（vault RNA，vRNA）的部分結合後，最終形成完整的穹窿體。

功能

雖然穹窿體仍未被完全了解，但科研人員已發現其功能與核孔複合物的功能之間具有一定聯繫，這兩種不同分子都呈八邊形這一事實也支持該觀點。已有結論說明穹窿體像核孔複合物一樣，是被用於將如mRNA一類的大分子從細胞核中運輸到細胞質中。另有觀點認為穹窿體在蛋白質生物合成也發揮了一定作用。

與癌症的關聯

在20世紀90年代末，研究人員發現穹窿體（尤其是其中的穹窿體主蛋白）在被診斷出多藥耐藥（multidrug resistance）的癌症患者的細胞中有過度表達的傾向，所以有觀點認為穹窿體會阻斷多種化療手段。雖然上述現象並不能說明是穹窿體數量的增加直接導致癌細胞耐藥，但它仍暗示了癌症與穹窿體在某些方面可能存在的關聯。該發現為對癌細胞耐藥機制的研究及抗癌藥物的尋找提供了重要線索。

進化中的保守性

穹窿體已在哺乳類動物、兩棲類動物、鳥類動物及盤基網柄菌（Dictyostelium discoideum）等生物的細胞中發現並分離。同源蛋白家族資料庫（Pfam database）使用的穹窿體模型識別出在第四雙小核草履蟲（Paramecium tetraurelia）、動質體目原生動物、眾多脊椎動物、剌胞動物（星海葵）、軟體動物、絲盤蟲（Trichoplax adhaerens）、扁形蟲、細粒棘球蚴（Echinococcus granulosus）及領邊蟲細胞中的同源物。

雖然穹窿體已被在多種真核細胞中發現，但下列幾個真核生物物種不含有組裝穹窿體所需的蛋白質：

擬南芥（Arabidopsis thaliana）

秀麗隱桿線蟲（Caenorhabditis elegans）

黑腹果蠅（Drosophila melanogaster）

釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）。

這4個物種分別是植物、線蟲、動物和真菌的模式生物。除了這4個例外，穹窿體在其他物種中的高度相似性喑示著該細胞器在進化過程中的某種重要性。