Cell雜誌同期發表2篇外泌體相關文章

1月11日，Cell雜誌同期發表了2篇外泌體相關文章，這兩篇文章講了些什麼呢？先來看簡要介紹，

第一篇工作介紹的是，神經元蛋白Arc在進化上與逆轉錄轉座子Gag蛋白相關，並形成病毒樣衣殼結構，在神經系統的細胞之間傳遞mRNA。

第二篇工作介紹的是，神經元蛋白Arc與逆轉錄轉座子Gag蛋白在進化上相關，並形成能夠在神經系統的細胞之間轉移mRNA的病毒樣衣殼結構。

嗯？一樣的？！對，就是一樣的。這兩篇及其相似的獨立研究發現分別來自馬薩諸塞大學醫學院和猶他大學。

1. 逆轉錄病毒樣Gag蛋白Arc1與RNA結合，可跨越突觸「終扣」進行傳遞

Ashley, J., et al. (2018). "Retrovirus-like Gag Protein Arc1 Binds RNA and Traffics across Synaptic Boutons." Cell 172(1-2): 262-274.e211.

Arc/Arg3.1是突觸可塑性和認知所必需的，該基因的突變與自閉症和精神分裂症有關。Arc具有類似於逆轉錄病毒/反轉錄轉座子Gag樣蛋白的結構域，其多聚化成包裝病毒RNA的衣殼。這個結構域在塑性分子中的意義是不確定的。該研究發現，果蠅Arc1蛋白質形式結合神經元中darc1 mRNA的衣殼樣結構，並載入到細胞外囊泡中，從運動神經元轉移到肌肉。這種載入和轉移取決於darc1-mRNA3"非翻譯區，其中含有反轉錄轉座子樣序列。中斷轉移會抑制突觸可塑性，這表明dArc1與其mRNA複合物的轉移對這一功能是必須的。值得注意的是，培養的細胞釋放胞外囊泡，其含有與其自身mRNA形成複合物的Copia逆轉錄轉座子的Gag區域。綜上所述，研究結果發現了涉及逆轉錄病毒樣衣殼和胞外囊泡的跨突觸mRNA轉運機制。

亮點：

• arc1 mRNA或蛋白質可通過細胞外膜泡跨突觸傳遞，其3』UTR參與這一過程；

• dArc-蛋白質Gag結合darc1 mRNA，該蛋白質形成衣殼樣結構；

• 細胞外膜泡包含反轉錄轉座子Copia的GAG蛋白和Gag編碼mRNA；

• 突觸可塑性需要轉移darc1蛋白和/或mRNA。

2. 神經元基因Arc編碼介導細胞間RNA轉移的逆轉錄轉座子Gag蛋白

Pastuzyn, E. D., et al. (2018). "The Neuronal Gene Arc Encodes a Repurposed Retrotransposon Gag Protein that Mediates Intercellular RNA Transfer." Cell 172(1-2): 275-288.e218.

神經元基因Arc是哺乳動物大腦中持久信息存儲所必需的，介導各種形式的突觸可塑性，並有報道顯示與神經發育障礙相關。然而，對於Arc的分子功能和進化起源知之甚少。該研究顯示Arc自組裝成封裝RNA的病毒樣衣殼。內源性Arc蛋白從細胞外囊泡中的神經元釋放，介導Arc mRNA向新的靶細胞的轉移，在那裡它可以進行活性依賴性翻譯。純化的Arc衣殼被內吞，並且能夠將Arc mRNA轉移到神經元的細胞質中。這些結果表明，Arc顯示與逆轉錄病毒Gag蛋白相似的分子特性。進化分析表明，Arc源自Ty3 / gypsy逆轉錄轉座子的脊椎動物譜系，其也是逆轉錄病毒的祖先。這些發現表明，Gag逆轉錄因子在進化過程中被重新用於調解神經系統中的細胞間通訊。

亮點：

• 神經元基因Arc編碼形成病毒樣衣殼的蛋白質；

• Arc蛋白表現出與逆轉錄病毒Gag蛋白相似的生化特性；

• 內源性Arc蛋白從神經元釋放到細胞外囊泡（EV）中；

• Arc EVs和衣殼可以介導神經元中Arc mRNA的細胞間轉移。

編輯：土豆

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