【科技前沿】胡俊杰团队揭示片状内质网形成的分子机制

来源：中国生物物理学会

真核细胞的内质网是一个由管状和片状两种主要形态结构拼接而成的连续的膜系统。片状内质网呈扁平囊状，大多出现在细胞核周围，且表面通常承载了核糖体，也因此被称为粗面内质网。构成片状内质网的两层平行膜之间会保持50纳米左右的距离，且没有膜的弯曲，而其边缘则等同于半个管状结构，有很高的膜曲度。

片状内质网的塑形机制研究较少，一般认为通过三种模式，1）成管膜蛋白稳定片状边缘的膜曲度；2）内质网蛋白Climp63在内质网腔内形成桥连结构；3）P180和Kinectin稳定胞浆侧的膜平坦程度。其中，Climp63仅定位于片状内质网，也不在核膜出现，因此被广泛用于片状内质网的标记，但Climp63具体如何发挥作用其实不清楚，争议颇多。

2020年6月16日，中国科学院生物物理研究所胡俊杰课题组在Frontiers in Cell and Developmental Biology发表了题为 Self-Association of Purified Reconstituted ER Luminal Spacer Climp63的研究论文，首次证明纯化的Climp63腔内结构域通过自身相互作用来发挥桥连作用，发现Climp63的腔内结构域表面较易与其他蛋白发生相互作用，但其桥连的能力却比预期的低很多。

Climp63腔内结构域被预测为富含卷曲螺旋。研究发现，该结构能自发形成多聚体，但携带不同标签的纯化蛋白之间的相互作用显得比预期弱很多。同样，全长的Climp63 在方向性重组后，其腔内结构域能暴露在脂质体的表面，但重组的脂质体之间相互作用也很弱，没有出现预期的脂质体拴连现象。

这些结果表明，Climp63的腔内螺旋可能形成较强的同侧（cis）组装，以及较弱的对侧（trans）组装。Climp63的粘性表明可能会作为内质网腔内蛋白，如分子伴侣等的附着位点。Climp63通过桥连维持片状厚度的机制，可能需要两侧较多的Climp63同时发生较弱相互作用的累积，也可能增加内质网片状腔内环境的可塑性和动态性。这些结果对理解膜与膜之间的拴连特性，如细胞器互作，有重要的参考意义。

胡俊杰课题组专注于研究内质网的形态与功能。胡俊杰为本文通讯作者，博士生赵京华为本文第一作者。

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