一种细胞间连接复合物的天然结构揭秘

间隙连接是一类细胞间通道，能够介导电信号传递和小分子物质交换，对大脑、心脏等重要器官的正常功能至关重要。此前，科学家虽已解析出部分纯化的同源间隙连接的分子结构，但对其在活体细胞内的原位结构（即自然状态下的结构及与其他蛋白质的相互作用情况）仍知之甚少。在体内环境中，间隙连接还可能形成具有不同功能的异聚体，并与其他蛋白质结合发挥作用。

为揭示这一问题，研究团队以秀丽隐杆线虫为研究对象，采用冷冻电子断层扫描（cryo-ET）和亚断层平均化技术，对其原代胚胎细胞中的间隙连接进行了结构分析。结果显示，在细胞连接处，间隙连接形成规则的六边形阵列，且存在两种明显不同的构象——宽构象和窄构象。进一步观察发现，部分间隙连接的通道孔被一种帽状的胞质蛋白组装体包裹。

研究人员推测，这种帽状结构由stomatin家族蛋白UNC-1形成，该蛋白已知能与UNC-9 innexin蛋白相互作用。这一推测得到多项实验结果的支持：通过AlphaFold3预测的UNC-1多聚体模型与亚断层平均结构高度匹配；表达GFP标记的UNC-1后，帽状结构出现额外的电子密度；粗粒度分子动力学模拟也证实了该复合物的稳定性。

这项研究首次解析了间隙连接在活体细胞内的原位结构及其与相关蛋白的复合物，揭示了UNC-1/stomatin环可能通过影响间隙连接的形成或功能（如门控调节、信号传导方向等）在细胞通讯中发挥作用，且这种机制可能不仅存在于线虫中，在其他生物中也具有普遍性。