อ่าน 6 นาที
พาราสเปคเคิล
ใน ชีววิทยาของเซลล์ พารา เสปเคิล เป็นช่องว่างรูปร่างไม่สม่ำเสมอของ เซลล์ มีขนาดประมาณ 0.
พาราสเปคเคิล

ในชีววิทยาของเซลล์พาราเสปเคิลเป็นช่องว่างรูปร่างไม่สม่ำเสมอของเซลล์มีขนาดประมาณ 0.2-1 ไมโครเมตร[ 1 ]พบในช่องว่างระหว่างโครมาตินของนิวเคลียส[ 2 ]มีการบันทึกครั้งแรกใน เซลล์ HeLaซึ่งโดยทั่วไปจะมี 10 ถึง 30 ต่อหนึ่งนิวเคลียส[ 3 ]ปัจจุบันเป็นที่ทราบกันว่าพาราเสปเคิลมีอยู่ในเซลล์ปฐมภูมิ ของมนุษย์ทั้งหมด เซลล์สายพันธุ์ที่เปลี่ยนแปลง และส่วนตัดเนื้อเยื่อ[ 4 ]ชื่อของมันมาจากลักษณะการกระจายตัวในนิวเคลียส โดย "para" ย่อมาจาก parallel และ "speckle" หมายถึงsplicing specklesซึ่งอยู่ใกล้เคียงเสมอ[ 3 ]หน้าที่ของมันยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างสมบูรณ์ แต่เชื่อกันว่ามันควบคุมการแสดงออกของยีนโดยการกักเก็บโปรตีนหรือ mRNA ที่มีลำดับซ้ำแบบกลับด้านใน 3′ UTR [ 5 ] [ 6 ]
โครงสร้าง

พาราเสปคเคิลจัดเรียงตัวเป็นโครงสร้างทรงกลมแบบแกนและเปลือก โดยมีโปรตีนเจ็ดชนิดอยู่บนโครงสร้างของlncRNA NEAT1 (ไอโซฟอร์ม 23kb ที่เรียกว่า NEAT1_2 หรือ NEAT1v2) [ 8 ]ในปี 2016 West และคณะได้เสนอแบบจำลองที่ได้รับการยอมรับในปัจจุบันสำหรับพาราเสปคเคิล โดยอิงจากผลการค้นพบในปัจจุบันโดยใช้กล้องจุลทรรศน์ความละเอียดสูง[ 7 ]แบบจำลองของพวกเขาระบุว่า โครงสร้าง NEAT1_2พับตัวเป็นหน่วยรูปตัว V จากนั้นหน่วยเหล่านี้จำนวนมากจะประกอบกันเป็นทรงกลมแบบแกนและเปลือกโดยโปรตีน FUS โปรตีนแกนSFPQ , NONOและ PSPC1 จะเชื่อมโยงอย่างแน่นหนากับโครงสร้างที่ประกอบขึ้น ในที่สุด เปลือกจะก่อตัวขึ้นโดยประกอบด้วยโปรตีน TDP43 ที่อยู่ร่วมกันบางส่วน เนื่องจากลักษณะที่สำคัญของ NEAT1 ในการประกอบพาราเสปคเคิล จึงเชื่อว่าการประกอบเกิดขึ้นใกล้กับไซต์การถอดรหัสของ NEAT1 [ 8 ]
เป็นที่สังเกตว่าพาราเสปคเคิลมีลักษณะร่วมกันอย่างมากทั้งในด้านคุณสมบัติและโครงสร้างกับแกรนูลความเครียด ในไซโตพลาสซึม ซึ่งเป็นออร์แกเนลล์ที่ไม่มีเยื่อหุ้มอีกประเภทหนึ่ง ข้อสรุปนี้เกิดขึ้นจากข้อเท็จจริงที่ว่าทั้งสองมีโปรตีนองค์ประกอบร่วมกัน[ 9 ]มีปริมาณมากขึ้นเมื่อเกิดความเครียด ดูเหมือนว่าจะทำงานโดยการกักเก็บโปรตีนอื่นๆ และทั้งสองมีบริเวณแกนกลางหรือเปลือกที่แตกต่างกันซึ่งมีโมเลกุลเฉพาะที่ที่คาดการณ์ได้[ 9 ]
การแปลเป็นภาษาท้องถิ่น
พาราเสปคเคิลเป็นโครงสร้างแบบไดนามิกที่เปลี่ยนแปลงไปตามการเปลี่ยนแปลงของกิจกรรมการเผาผลาญในเซลล์ พาราเสปคเคิลขึ้นอยู่กับการถอดรหัส[ 2 ]ส่วนประกอบโปรตีนทั้งห้าที่เสนอมี โมทีฟการจดจำ RNA (RRMs) [ 3 ]และในกรณีที่ไม่มีการถอดรหัสRNA polymerase II พาราเสปคเคิลจะหายไป และส่วนประกอบที่เกี่ยวข้องทั้งหมดจะก่อตัวเป็นหมวก perinucleolar รูปทรงพระจันทร์เสี้ยวในนิวคลีโอลัส ปรากฏการณ์นี้แสดงให้เห็นในระหว่างวงจรเซลล์ ในวงจรเซลล์ พาราเสปคเคิลจะปรากฏในระหว่างระยะอินเตอร์เฟส และในระหว่างการแบ่งเซลล์แบบ ไมโทซิสทั้งหมดยกเว้นระยะเทโลเฟสเพราะเมื่อนิวเคลียสลูกสาวสองนิวเคลียสถูกสร้างขึ้น จะไม่มีการถอดรหัส RNA Pol II ดังนั้นส่วนประกอบโปรตีนจึงก่อตัวเป็น หมวก perinucleolar แทน รูปแบบการแปลตำแหน่งยังถูกทำซ้ำในการทดลองโดยใช้ยาที่ยับยั้ง การถอดรหัส [ 4 ]
การทำงาน
บทบาทของพาราเสปคเคิลยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างถ่องแท้ มีการเสนอแนะว่ากิจกรรมของ NONO (หรือ p54nrb) ซึ่งเป็นส่วนประกอบของโปรตีนนั้นขึ้นอยู่กับตำแหน่งภายในนิวเคลียส[ 4 ]ดังนั้น คำอธิบายหนึ่งเกี่ยวกับหน้าที่ของพาราเสปคเคิลคือ การจัดเรียงตำแหน่งของโปรตีนที่เป็นส่วนประกอบอย่างเป็นระเบียบ และช่วยชี้นำกิจกรรมของโปรตีนเหล่านั้น ในทางกลับกัน เชื่อกันว่าสิ่งนี้ทำให้พาราเสปคเคิลมีหน้าที่ควบคุมการถอดรหัส[ 10 ]นอกจากนี้การวิเคราะห์แบบเมตาโดย Fox et al. (2018) [ 9 ]เชื่อมโยงการควบคุมของพาราเสปคเคิลกับความสามารถในการกักเก็บหรือขโมยโปรตีนและRNA ที่เป็นส่วนประกอบ ซึ่งทำให้ส่วนประกอบอื่นๆ ในนิวเคลียสลดลง การวิจัยในปัจจุบันเกี่ยวกับหน้าที่ของพาราเสปคเคิลส่วนใหญ่มุ่งเป้าไปที่บทบาทของส่วนประกอบต่างๆ เพื่อบ่งชี้การใช้งานในเซลล์ที่กว้างขึ้น หน้านี้เน้นที่บทบาทของโปรตีนพาราเสปคเคิลและ NEAT1 เป็นหลัก
ทางสรีรวิทยา
ข้อมูลเชิงลึกหลักเกี่ยวกับหน้าที่ทางสรีรวิทยาของพวกมันคือตำแหน่งของพวกมัน พาราเสปคเคิลที่โดดเด่นพบได้เฉพาะในกลุ่มเซลล์ย่อยในเนื้อเยื่อของหนู เช่นเซลล์ลูเตียลหรือเซลล์ที่ปลายเยื่อบุผิวลำไส้[ 9 ]ดังนั้น จากตำแหน่ง จึงเชื่อกันว่าพาราเสปคเคิลมีบทบาทในการควบคุมมะเร็ง การสืบพันธุ์ และการจัดการไวรัส
ประเด็นหนึ่งที่ได้รับความสนใจคือบทบาทของพาราเสปคเคิลในมะเร็งและสถานการณ์ความเครียดของเซลล์ Wang Z, Li K, Huang W (2019) [ 11 ]ระบุว่าปริมาณของ NEAT1 และพาราเสปคเคิลเพิ่มขึ้นในเนื้องอกของระบบทางเดินอาหารและมะเร็งทางเดินหายใจ นอกจากนี้ การแสดงออกของ NEAT1 ยังสัมพันธ์กับขนาดของเนื้องอก ระยะของมะเร็ง ความสามารถในการแพร่กระจาย และการอยู่รอดโดยรวมของผู้ป่วย ในขณะที่ความล้มเหลวในการควบคุมการผลิต NEAT1 เชื่อมโยงกับโรคที่ไม่ใช่มะเร็ง เช่น โรคทางระบบประสาทเสื่อม เช่น โรคพาร์กินสันหรืออัลไซเมอร์ [ 11 ] อย่างไรก็ตามหน้าที่ของ NEAT1 และพาราเสปคเคิลไม่ได้เป็นไปในทางบวกเสมอไป มีการพิสูจน์แล้วว่าพวกมันช่วยเพิ่มความร้ายแรงและความเป็นเซลล์ต้นกำเนิด ของเนื้องอกเต้านมโดย การเพิ่มการแสดงออกของยีน WNT4 [ 4 ]
NEAT1 ยังส่งผลต่อการตั้งครรภ์และโอกาสในการมีบุตร โดยเฉพาะใน สัตว์เลี้ยงลูก ด้วยนม เพศเมีย ที่มีเซลล์ลูเตียลซึ่งถูกควบคุมโดยพาราเสปคเคิล[ 10 ]ซึ่งอาจทำให้เกิดความผิดปกติหรืออาจไม่มีการก่อตัวของคอร์ปัสลูเตียมส่งผลให้เป็นหมัน มีลูกครอกเล็ก และการตั้งครรภ์ที่ประสบความสำเร็จน้อยลง ในการศึกษาโดย Chai Y, Liu J, Zhang Z, Liu L (2016) [ 9 ]หนูที่ถูกตัดยีน (ไม่มี NEAT1) แสดงให้เห็นถึงความผิดปกติในการเพิ่มจำนวนของเซลล์เยื่อบุผิว ทำให้แม่ให้นมได้ไม่ดีและลดอัตราการรอดชีวิตของลูกครอกลงไปอีก ที่น่าสนใจคือ หนูที่ถูกตัดยีนเหล่านี้แสดงให้เห็นถึงผลกระทบแบบสุ่ม กล่าวคือ คอร์ปัสลูเตียมจะก่อตัวขึ้นในบางตัว แต่ไม่ใช่ทุกตัว[ 9 ]สิ่งนี้ตอกย้ำความจริงที่ว่าพาราเสปคเคิลสามารถถูกกระตุ้นได้ด้วยความเครียดของเซลล์ และตัวกระตุ้นจากสิ่งแวดล้อมมีผลกระทบ
จากมุมมองด้านไวรัส ระดับ NEAT1 มีผลกระทบที่สังเกตได้ต่อการติดเชื้อภายในเซลล์ด้วยไวรัส RNA หลายชนิด รวมถึงไข้สมองอักเสบญี่ปุ่น โรคพิษสุนัขบ้า [ 11 ] HIV [ 11 ] [ 12 ] ไข้หวัดใหญ่ [ 13 ] และ Hantaan [ 14 ] รวมถึงไวรัสเริมที่เข้ารหัสด้วย DNA [ 15 ] Wang Z , Li K , Huang W ( 2019 ) [ 11 ] แนะนำว่าNEAT1_2 / paraspeckles ทำหน้าที่เป็นตัวกระตุ้นการป้องกันเซลล์และช่วยกลไกการป้องกันของเซลล์
โมเลกุล
จากมุมมองระดับโมเลกุล หน้านี้จะตรวจสอบหน้าที่ของพาราเสปคเคิลผ่านทาง NEAT1, NONO (p45nrb) และ SFPQ (PSF)
แง่มุมหนึ่งของหน้าที่ระดับโมเลกุลคือความสามารถของพาราเสปคเคิลในการกักเก็บโมเลกุลอื่นๆ ที่ส่งผลต่อการถอดรหัส ซึ่งทำโดยทั้ง NEAT1 และโปรตีนที่เป็นส่วนประกอบบางส่วน NEAT1 มีหน้าที่หลักในการสร้างโครงสร้างของพาราเสปคเคิลและให้ความเสถียรแก่ส่วนประกอบโปรตีน[ 11 ]อย่างไรก็ตาม ยังแสดงให้เห็นว่าสามารถควบคุมการแสดงออกของยีนได้ โดยการดึงดูดปัจจัยการถอดรหัสกักเก็บปัจจัยเหล่านั้นจากโปรโมเตอร์ของยีนและในที่สุดก็เปลี่ยนแปลงการถอดรหัส[ 5 ] [ 16 ] [ 17 ]นอกจากนี้ Wang Z, Li K, Huang W (2019) [ 11 ]ระบุว่า NEAT1 สามารถควบคุมการแสดงออกโดยการเชื่อมโยงกับโปรตีนที่จับกับ RNAซึ่งควบคุม เหตุการณ์ การตัดต่อ RNAและสามารถจัดการความเสถียรของโปรตีนได้ การกักเก็บโมเลกุลอีกรูปแบบหนึ่งคือผ่าน NONO และ SFPQ ซึ่งทั้งสองโปรตีนสามารถจับกับ RNA สองสายที่เกิดขึ้นจากการถอดรหัสโมทีฟแบบกลับด้าน[ 9 ]
อีกแง่มุมหนึ่งของการทำงานระดับโมเลกุลคือการกำหนดตำแหน่งของโปรตีนพาราเสปคเคิลโดย NEAT1 เพื่อควบคุมกิจกรรมของพวกมัน ในการศึกษาโดย Hirose, T. et al. (2014) [ 6 ]เมื่อระดับ NEAT1_2 เพิ่มขึ้น พาราเสปคเคิลจะยาวขึ้น ซึ่งไม่เพียงแต่จะเพิ่มความยาวของพาราเสปคเคิลเท่านั้น แต่ยังเพิ่มความต้องการโปรตีนพาราเสปคเคิลมากขึ้นเพื่อสร้างโครงสร้างตติยภูมิที่จำเป็นสำหรับการทำงานที่เหมาะสม ซึ่งจะลด ความพร้อมใช้งานของโปรตีน นิวคลีโอพลาสมิกในการศึกษาของพวกเขาพบว่าสิ่งนี้มีผลกระทบต่อบทบาทของโปรตีนพาราเสปคเคิลอิสระ เช่นSFPQซึ่งปกติจะยับยั้ง IL-8 ซึ่งเป็นยีนที่ตอบสนองต่อภูมิคุ้มกัน หรือสามารถกระตุ้น ยีน ADARB2ได้ ดังนั้น การควบคุมยีนจึงสามารถถูกจัดการได้ไม่เพียงแค่ผ่านการกักเก็บโปรตีนที่ไม่ใช่ส่วนประกอบเท่านั้น แต่ยังรวมถึงโปรตีนที่เป็นส่วนประกอบของพาราเสปคเคิลด้วย
องค์ประกอบพาราสเปคเคิล
| ชื่อยีน | ความสำคัญในการก่อตัวของพาราเสปคเคิล | โดเมนคล้ายพรีออน(ก) | การกลายพันธุ์ของ ALS (b) | ลิงก์การแยกเฟสของเหลว-ของเหลว(ค) | เขตพาราสเปคเคิล(ง) |
| โปรตีนพาราสเปคเคิล | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| AHDC1 | ไม่จำเป็น | เลขที่ | |||
| AKAP8L | ไม่จำเป็น | ใช่ | |||
| เซลฟ์6 | และ(e) | เลขที่ | |||
| ซีอาร์บีพี | ไม่จำเป็น | เลขที่ | |||
| ซีพีเอสเอฟ5 | ไม่จำเป็น | เลขที่ | |||
| ซีพีเอสเอฟ6 | ไม่จำเป็น | เลขที่ | |||
| ซีพีเอสเอฟ7 | สำคัญ | เลขที่ | |||
| ดาแซป1 | จำเป็น | ใช่ | |||
| ดีแอลเอ็กซ์3 | และ | ใช่ | |||
| อีดับบลิวเอสอาร์1 | ไม่จำเป็น | ใช่ | ใช่ | ||
| เอฟเอ็ม98เอ | สำคัญ | ใช่ | |||
| ฟิกน์ | สำคัญ | ใช่ | |||
| ฟัส | จำเป็น | ใช่ | ใช่ | ใช่ | แกนกลาง |
| เอชเอ็นอาร์เอ็นพีเอ1 | สำคัญ | ใช่ | ใช่ | ใช่ | |
| เอชเอ็นอาร์เอ็นพีเอ1แอล2 | และ | ใช่ | |||
| เอชเอ็นอาร์เอ็นเอฟ | และ | เลขที่ | |||
| เอชเอ็นอาร์เอ็นพีเอช1 | และ | ใช่ | |||
| เอชเอ็นอาร์เอ็นพีเอช3 | จำเป็น | ใช่ | |||
| เอชเอ็นอาร์เอ็นพีเค | จำเป็น | เลขที่ | |||
| เอชเอ็นอาร์เอ็นพีอาร์ | สำคัญ | ใช่ | |||
| HNRNPUL1 | สำคัญ | ใช่ | |||
| เม็กซ์3เอ | และ | เลขที่ | |||
| โนโน่ | จำเป็น | ใช่ | แกนกลาง | ||
| พีซีอีดี1เอ | สำคัญ | เลขที่ | |||
| พีเอสพีซี1 | ไม่จำเป็น | ใช่ | แกนกลาง | ||
| อาร์บีเอ็ม3 | ไม่จำเป็น | ใช่ | |||
| อาร์บีเอ็ม4บี | ไม่จำเป็น | เลขที่ | |||
| อาร์บีเอ็ม7 | ไม่จำเป็น | เลขที่ | |||
| อาร์บีเอ็ม12 | สำคัญ | ใช่ | |||
| อาร์บีเอ็ม14 | จำเป็น | ใช่ | ใช่ | แพทช์ | |
| อาร์บีเอ็มเอ็กซ์ | ไม่จำเป็น | เลขที่ | |||
| รันซ์3 | ไม่จำเป็น | ใช่ | |||
| เอสเอฟพีคิว | จำเป็น | ใช่ | ใช่ | แกนกลาง | |
| SMARCA4 (BRG1) | จำเป็น | เลขที่ | แพทช์ | ||
| SRSF10 | สำคัญ | เลขที่ | |||
| SS18L1 | และ | ใช่ | ใช่ | ||
| TAF14 | สำคัญ | ใช่ | ใช่ | ||
| ทีดีพี43 | และ | ใช่ | ใช่ | เปลือก | |
| ยูบีเอพี2แอล | ไม่จำเป็น | ใช่ | |||
| ZC3HG | ไม่จำเป็น | ใช่ | |||
| อาร์เอ็นเอพาราเสปคเคิล | |||||
| นีท1 | จำเป็น | ไม่มีข้อมูล(e) | เปลือก 5' + 3' แกนกลาง | ||
| อาร์เอ็นเอที่มี IR | ไม่จำเป็น | ไม่มีข้อมูล | |||
| อาร์เอ็นเอที่อุดมด้วย AG | ไม่จำเป็น | ไม่มีข้อมูล | เปลือก | ||
| (ก) โดเมนที่มีความซับซ้อนต่ำชนิดหนึ่งซึ่งอุดมไปด้วยกรดอะมิโนที่มีขั้วและขนาดเล็ก (ไกลซีน, อะลานีน, เซริน, โพรลีน, แอสปาราจีน, กลูตามีน, ไทโรซีน) ซึ่งมีส่วนเกี่ยวข้องกับการก่อตัวของกลุ่มเส้นใยที่มีลำดับสูงกว่า (ข) โรคกล้ามเนื้ออ่อนแรงเอแอลเอส หรือที่รู้จักกันในชื่อโรคเซลล์ประสาทสั่งการ (ค) การแบ่งส่วนประกอบของสารผสมระดับโมเลกุลออกเป็นเฟสที่แยกออกจากกันอย่างชัดเจน (เช่น น้ำมันและน้ำ) ในเซลล์ ออร์แกเนลล์ที่ไม่มีเยื่อหุ้มหลายชนิดแสดงพฤติกรรมคล้ายของเหลว ซึ่งบ่งชี้ว่าพวกมันเป็นของเหลวที่แยกออกจากกัน (d) โซนพาราเสปคเคิลเกี่ยวข้องกับการสร้างภาพความละเอียดสูงพิเศษของพาราเสปคเคิล (e) คำย่อ: nd, ไม่ได้ระบุ; N/A, ไม่เกี่ยวข้อง | |||||
ลิงก์ภายนอก
- หน้า " Nuclear Compartments:Paraspeckle"ในฐานข้อมูลโปรตีนนิวเคลียร์ (Nuclear Protein Database) ซึ่งเขียนโดย ดร. อาร์ชา ฟ็อกซ์ และ ดร. เวนดี้ บิคมอร์ ให้ข้อมูลสรุปและลิงก์ไปยังข้อมูลเกี่ยวกับส่วนประกอบของพาราเสปคเคิล
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ พาราสเปคเคิล
ใน ชีววิทยาของเซลล์ พารา เสปเคิล เป็นช่องว่างรูปร่างไม่สม่ำเสมอของ เซลล์ มีขนาดประมาณ 0.
โครงสร้าง
พาราเสปคเคิลจัดเรียงตัวเป็นโครงสร้างทรงกลมแบบแกนและเปลือก โดยมีโปรตีนเจ็ดชนิดอยู่บนโครงสร้างของ lncRNA NEAT1 (ไอโซฟอร์ม 23kb ที่เรียกว่า NEAT1_2 หรือ NEAT1v2) [ 8 ] ในปี 2016 West และคณะได้เสนอแบบจำลองที่ได้รับการยอมรับในปัจจุบันสำหรับพาราเสปคเคิล...
การแปลเป็นภาษาท้องถิ่น
พาราเสปคเคิลเป็นโครงสร้างแบบไดนามิกที่เปลี่ยนแปลงไปตามการเปลี่ยนแปลงของกิจกรรมการเผาผลาญในเซลล์ พาราเสปคเคิลขึ้นอยู่กับการถอดรหัส [ 2 ] ส่วนประกอบโปรตีนทั้งห้าที่เสนอมี โมทีฟการจดจำ RNA (RRMs) [ 3 ] และในกรณีที่ไม่มี การถอดรหัส RNA polymerase II...
การทำงาน
บทบาทของพาราเสปคเคิลยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างถ่องแท้ มีการเสนอแนะว่ากิจกรรมของ NONO (หรือ p54nrb) ซึ่งเป็นส่วนประกอบของโปรตีนนั้นขึ้นอยู่กับตำแหน่งภายในนิวเคลียส [ 4 ] ดังนั้น คำอธิบายหนึ่งเกี่ยวกับหน้าที่ของพาราเสปคเคิลคือ...