mTORC1 Controls Phase Separation and the Biophysical Properties of the Cytoplasm by Tuning Crowding.
mTORC1 Controls Phase Separation and the Biophysical Properties of the Cytoplasm by Tuning Crowding.
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DOI：
10.1016/j.cell.2018.05.042
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发表时间：
2018-07-12
期刊：
影响因子：
64.5
通讯作者：
Holt, L. J.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Delarue, M.;Brittingham, G. P.;Pfeffer, S.;Surovtsev, I. V.;Pinglay, S.;Kennedy, K. J.;Schaffer, M.;Gutierrez, J. I.;Sang, D.;Poterewicz, G.;Chung, J. K.;Plitzko, J. M.;Groves, J. T.;Jacobs-Wagner, C.;Engel, B. D.;Holt, L. J.
大分子拥挤对反应速率和细胞内部的物理性质有着深远的影响，但调节拥挤的机制却知之甚少。我们开发了遗传编码多聚体纳米颗粒（GEM）来剖析这些机制。GEM是融合到荧光蛋白的同源多聚体支架，其自组装成具有限定尺寸和形状的明亮、稳定的颗粒。通过将GEM的跟踪与遗传和药理学方法相结合，我们发现mTORC 1途径可以通过调节核糖体浓度来调节直径≥ 20 nm的颗粒的有效扩散系数超过2倍，而对≤ 5 nm的分子的运动没有任何可辨别的影响。核糖体浓度的这种变化影响体外和体内的相分离。总之，这些结果确立了mTORC1在控制细胞质和生物分子凝聚的中尺度生物物理性质方面的作用。
Macromolecular crowding has a profound impact on reaction rates and the physical properties of the cell interior, but the mechanisms that regulate crowding are poorly understood. We developed Genetically Encoded Multimeric nanoparticles (GEMs) to dissect these mechanisms. GEMs are homomultimeric scaffolds fused to a fluorescent protein that self-assemble into bright, stable particles of defined size and shape. By combining tracking of GEMs with genetic and pharmacological approaches, we discovered that the mTORC1 pathway can modulate the effective diffusion coefficient of particles ≥ 20 nm in diameter more than 2-fold by tuning ribosome concentration, without any discernable effect on the motion of molecules ≤ 5 nm. This change in ribosome concentration affected phase separation both in vitro and in vivo. Together, these results establish a role for mTORC1 in controlling both the mesoscale biophysical properties of the cytoplasm and biomolecular condensation.
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通讯作者：
Briggs JA
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通讯作者：
Fernández-Busnadiego R
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TURNBULL, D