VAPB分子的运动揭示了ER-线粒体接触点亚域

2024年1月24日《Nature》发表一项研究：真核细胞依靠专门的细胞器-细胞器接触点快速交换分子来协调细胞生理活动。内质网-线粒体接触点（ERMCS）是特别重要的交流枢纽，在信号分子、脂质和代谢物的交换中发挥着关键作用。ERMCS通过每个细胞器表面互补的系链分子之间的相互作用来维持。然而，由于这些膜界面对实验扰动极度敏感，人们对它们的纳米级组织和调控仍缺乏清晰的认识。在这里，我们将三维电子显微镜与细胞器系链模型--囊泡相关膜蛋白（VAMP）--相关蛋白 B（VAPB）的高速分子追踪相结合，绘制了 ERMCS 的结构和扩散图谱。我们发现了VAPB接触点内的动态亚域，这些亚域与ER膜曲率相关，并发生快速重塑。我们发现，尽管接触点本身在更长的时间尺度内保持稳定，VAPB 分子却能在几秒钟内进出 ERMCS。这种可转移性使 ERMCS 能够随着生理环境的变化而重塑，以适应细胞的新陈代谢需要。与肌萎缩性脊髓侧索硬化症相关的 VAPB 突变扰乱了这些亚域，很可能损害了它们的重塑能力，导致细胞器间的交流受损。这些结果将高速单分子成像技术确立为绘制接触点界面结构图的新工具，并揭示了 VAPB 在接触点的扩散图谱是 ERMCS 平衡的关键组成部分。