10月12日的《細胞》（Cell）雜志上,，來自康奈爾大學(xué)的一項研究揭示了稱作內(nèi)體蛋白分選轉(zhuǎn)運裝置（endosomal sorting complex required for transport,，ESCRTs）的細胞膜塑形（membrane-sculpting）蛋白促進囊泡（vesicles）形成的機制，自十多年前發(fā)現(xiàn)ESCRTs以來這一過程一直是一個待解的謎題,。
為了將細胞內(nèi)的廢物清除,，細胞膜塑形蛋白ESCRTs會促進囊泡（分子垃圾袋）形成，將來自細胞區(qū)室表面舊的受損的蛋白質(zhì)帶到了內(nèi)部回收利用工廠,，在那里將廢物降解,，使組件獲得重新利用。
如果這些“垃圾袋”不能完成它們的傳遞任務(wù),，包括癌癥和神經(jīng)退行性疾病在內(nèi)的許多疾病就會形成,。此外，像HIV等病毒可以劫持這些細胞膜塑形蛋白導(dǎo)致感染細胞破裂,。
論文的資深作者是康奈爾大學(xué)Weill細胞和分子生物學(xué)研究所主任Scott Emr,，Emr實驗室的博士后研究人員Mike Henne和Nicholas Buchkovich共同領(lǐng)導(dǎo)了這項研究,。研究論文描述了研究人員如何重新構(gòu)建出ESCRT機器的一部分——一個稱作ESCRT-III的復(fù)合物的過程。ESCRT-III可使得細胞膜彎曲,，這是在細胞膜最終掐斷（pinch off）和關(guān)閉形成囊泡前的一個關(guān)鍵步驟,。隨后研究人員利用高倍電子顯微鏡對細胞膜彎曲的過程進行了成像。
研究人員證實ESCRT-III復(fù)合物中的蛋白質(zhì)分階段起作用,，一種蛋白裝配成螺旋,，其他的蛋白質(zhì)則將這些螺旋進一步轉(zhuǎn)變?yōu)榫o密的螺絲錐形螺旋，使得細胞膜彎曲,，隨后形成了一個囊泡,。
“我們認為這些實驗告訴了我們ESCRT-III是一個動態(tài)復(fù)合物，通過形成彈簧樣纖維使細胞膜彎曲,，從而生成了囊泡,。如果情況確是這樣，這有可能是在細胞內(nèi)構(gòu)建膜曲度（membrane curvature）的一種新方法,。”Henne說,。
ESCRT機器總共由5個不同的復(fù)合物構(gòu)成，它們必須協(xié)同作用完成工作,。研究人員認為這些復(fù)合物以一種特異的事件順序?qū)⒈舜苏心嫉搅四遗莸谋砻妗?br />
在對ESCRT-III復(fù)合物成像后,，研究人員檢測了ESCRT-III與它的近鄰和招募者ESCRT-II的相互作用機制。他們發(fā)現(xiàn)ESCRT-II控制了ESCRT-III的結(jié)構(gòu),，且與ESCRT-III一起作用在細胞膜表面構(gòu)建出了微小ESCRT-III環(huán),。由于ESCRT-III包含一種負責(zé)抓取垃圾的特殊蛋白，研究人員認為ESCRT-II 和ESCRT-III共同作用在ESCRT-III環(huán)最終成熟為膜彎曲彈簧之前首先抓取隨后捕獲了ESCRT-III環(huán)中的細胞垃圾,。
囊泡中容納有不同的細胞材料,，其中許多攜帶著蛋白質(zhì)廢物。它們還通過納入細胞表面上的細胞信號受體并由此關(guān)閉它們從而實現(xiàn)對它們的調(diào)控,。隨后這些蛋白質(zhì)被帶到稱作溶酶體的細胞回收工廠,，在那里通過消化酶類進行降解。
解開這一過程的這些步驟為Emr實驗室在未來的研究中準(zhǔn)確探究囊泡形成最后時刻的調(diào)節(jié)機制開啟了大門,。囊泡分離（Vesicle scission）目前仍是該領(lǐng)域的一個待解之謎,。（生物谷Bioon.com）
doi:10.1016/j.cell.2012.08.039
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The Endosomal Sorting Complex ESCRT-II Mediates the Assembly and Architecture of ESCRT-III Helices
William Mike Henne, Nicholas J. Buchkovich, Yingying Zhao, Scott D. Emr
The endosomal sorting complexes required for transport (ESCRTs) constitute hetero-oligomeric machines that mediate topologically similar membrane-sculpting processes, including cytokinesis, retroviral egress, and multivesicular body (MVB) biogenesis. Although ESCRT-III drives membrane remodeling that creates MVBs, its structure and the mechanism of vesicle formation are unclear. Using electron microscopy, we visualize an ESCRT-II:ESCRT-III supercomplex and propose how it mediates vesicle formation. We define conformational changes that activate ESCRT-III subunit Snf7 and show that it assembles into spiraling ∼9 nm protofilaments on lipid monolayers. A high-content flow cytometry assay further demonstrates that mutations halting ESCRT-III assembly block ESCRT function. Strikingly, the addition of Vps24 and Vps2 transforms flat Snf7 spirals into membrane-sculpting helices. Finally, we show that ESCRT-II and ESCRT-III coassemble into ∼65 nm diameter rings indicative of a cargo-sequestering supercomplex. We propose that ESCRT-III has distinct architectural stages that are modulated by ESCRT-II to mediate cargo capture and vesicle formation by ordered assembly.
