single-molecule-imaging-of-nuclear-transport

Single-Molecule Imaging of Nuclear Transport

The utility of single molecule fluorescence microscopy approaches has been proven to be of a great avail in understanding biological reactions over the ...

Bowling Green State University

&#x5728;&#x771F;&#x6838;&#x7EC6;&#x80DE;&#x4E2D;&#x53CC;&#x5411;&#x8D29;&#x5356;&#x86CB;&#x767D;&#x8D28;&#x548C;&#x9057;&#x4F20;&#x6750;&#x6599;&#x8DE8;&#x53CC;&#x819C;&#x6838;&#x4FE1;&#x5C01;&#x88AB;&#x4ECB;&#x5BFC;&#x6838;&#x5B54;&#x590D;&#x5408;&#x7269; (&#x56FD;&#x5BB6;&#x7B79;&#x5907;&#x59D4;&#x5458;&#x4F1A;&#xFF09;&#x3002;&#x5177;&#x6709;&#x9AD8;&#x5EA6;&#x9009;&#x62E9;&#x6027;&#x7684;&#x5C4F;&#x969C;&#x5F62;&#x6210;&#x7684;&#x82EF;&#x4E19;&#x6C28;&#x9178;&#x7518;&#x6C28;&#x9178; &#xFF08;FG&#xFF09;-nucleoporin (Nup) &#x5728;&#x5168;&#x56FD;&#x4EBA;&#x6C11;&#x4EE3;&#x8868;&#x5927;&#x4F1A;&#x4E2D;&#x7684;&#x5141;&#x8BB8;&#x4E24;&#x79CD;&#x8FD0;&#x8F93;&#x65B9;&#x5F0F;&#xFF1A; &#x88AB;&#x52A8;&#x6269;&#x6563;&#x548C;&#x8FD0;&#x8F93;&#x4FBF;&#x5229;&#x53D7;&#x4F53;&#x6613;&#x4F4D;&#x3002;&#x80DE;&#x6838;&#x80DE;&#x8D28;&#x8FDE;&#x4F53;&#x8FD0;&#x8F93;&#x4E25;&#x683C;&#x7BA1;&#x5236;&#x662F;&#x7EC6;&#x80DE;&#x5B58;&#x6D3B;&#x3001; &#x5206;&#x5316;&#x3001; &#x751F;&#x957F;&#x548C;&#x5176;&#x4ED6;&#x91CD;&#x8981;&#x6D3B;&#x52A8;&#x7684;&#x5173;&#x952E;&#x3002;&#x7136;&#x800C;&#xFF0C;&#x7531;&#x4E8E;&#x672C;&#x673A;&#x914D;&#x7F6E; FG Nup &#x5C4F;&#x969C;&#x548C;&#x8FC7;&#x5883;&#x7684;&#x5206;&#x5B50;&#x548C;&#x5168;&#x56FD;&#x4EBA;&#x6C11;&#x4EE3;&#x8868;&#x5927;&#x4F1A;&#x4E2D;&#x7684;&#x58C1;&#x5792;&#x4E4B;&#x95F4;&#x7684;&#x76F8;&#x4E92;&#x4F5C;&#x7528;&#x7684;&#x77E5;&#x8BC6;&#x6709;&#x9650;&#xFF0C;&#x7CBE;&#x786E;&#x80DE;&#x6838;&#x80DE;&#x8D28;&#x8FDE;&#x4F53;&#x4F20;&#x8F93;&#x673A;&#x5236;&#x4ECD;&#x672A;&#x89E3;&#x51B3;&#x3002;&#x8981;&#x4F18;&#x5316;&#x7684;&#x4F20;&#x8F93;&#x673A;&#x5236;&#xFF0C;&#x5355;&#x5206;&#x5B50;&#x8367;&#x5149;&#x663E;&#x5FAE;&#x955C;&#x65B9;&#x6CD5;&#x91C7;&#x7528;&#x4E86;&#x83B7;&#x5F97;&#x8FD0;&#x8F93;&#x52A8;&#x529B;&#x5B66;&#x7814;&#x7A76;&#x901A;&#x8FC7;&#x5168;&#x56FD;&#x4EBA;&#x6C11;&#x4EE3;&#x8868;&#x5927;&#x4F1A;&#x7684;&#x4E2A;&#x522B;&#x8367;&#x5149;&#x5206;&#x5B50;&#x5E76;&#x6620;&#x5C04;&#x8FC7;&#x5883;&#x5206;&#x5B50;&#x548C; FG Nup &#x5C4F;&#x969C;&#x4E4B;&#x95F4;&#x7684;&#x4EA4;&#x4E92;&#x3002;&#x91CD;&#x8981;&#x7684;&#x80DE;&#x6838;&#x80DE;&#x8D28;&#x8FDE;&#x4F53;&#x8FD0;&#x8F93;&#x3001; &#x8FD0;&#x8F93;&#x65F6;&#x95F4;&#x3001; &#x63D0;&#x9AD8;&#x8FD0;&#x8F93;&#x6548;&#x7387;&#x548C;&#x5355;&#x4E00;&#x8FC7;&#x5883;&#x5206;&#x5B50;&#x5728;&#x5168;&#x56FD;&#x4EBA;&#x5927;&#x4E2D;&#x7684;&#x7A7A;&#x95F4;&#x5206;&#x5E03;&#x7B49;&#x7279;&#x70B9;&#x5F97;&#x5230;&#x4E86;&#xFF0C;&#x65E0;&#x6CD5;&#x6D4B;&#x91CF;&#x7531;&#x5408;&#x594F;&#x5E73;&#x5747;&#x65B9;&#x6CD5;&#x6216;&#x5E38;&#x89C4;&#x7535;&#x5B50;&#x663E;&#x5FAE;&#x955C;&#x3002;&#x5728;&#x8FD9;&#x5173;&#x952E;&#x7684;&#x68C0;&#x8BA8;&#x4E2D;&#xFF0C;&#x6211;&#x4EEC;&#x8BA8;&#x8BBA;&#x5404;&#x79CD;&#x5355;&#x5206;&#x5B50;&#x6280;&#x672F;&#x4EE5;&#x53CA;&#x5176;&#x5728;&#x4F53;&#x5916;&#x548C;&#x4F53;&#x5185;&#x7684;&#x80DE;&#x6838;&#x80DE;&#x8D28;&#x8FDE;&#x4F53;&#x8FD0;&#x8F93;&#x4E2D;&#x7684;&#x5E94;&#x7528;&#x7684;&#x53D1;&#x5C55;&#x3002;&#x5C24;&#x5176;&#x662F;&#xFF0C;&#x6211;&#x4EEC;&#x5F3A;&#x8C03;&#x4ECE;&#x4E00;&#x7EF4;&#x5230;&#x4E09;&#x7EF4;&#x5355;&#x5206;&#x5B50;&#x8868;&#x5F81;&#x8FD0;&#x8F93;&#x901A;&#x8FC7;&#x5168;&#x56FD;&#x4EBA;&#x5927;&#x7684;&#x6700;&#x65B0;&#x8FDB;&#x5C55;&#x548C;&#x76EE;&#x524D;&#x83B7;&#x5F97;&#x7684;&#x8FD9;&#x9879;&#x65B0;&#x7684;&#x6280;&#x672F;&#x53D1;&#x5C55; (105 &#x5F15;&#x7528;&#xFF09; &#x7684;&#x80DE;&#x6838;&#x80DE;&#x8D28;&#x8FDE;&#x4F53;&#x4F20;&#x8F93;&#x673A;&#x5236;&#x7684;&#x5168;&#x9762;&#x4E86;&#x89E3;&#x3002;

&#x80DE;&#x6838;&#x80DE;&#x8D28;&#x8FDE;&#x4F53;&#x8FD0;&#x8F93;&#x5355;&#x5206;&#x5B50;&#x7814;&#x7A76;&#xFF1A; &#x4ECE;&#x4E09;&#x4E2A;&#x5C42;&#x9762;&#x7684;&#x4E00;&#x4E2A;&#x7EF4;&#x5EA6;&#x3002;

In eukaryotic cells, the bidirectional trafficking of proteins and genetic materials across the double-membrane nuclear envelope is mediated by nuclear pore complexes (NPCs). A highly selective barrier formed by the phenylalanine-glycine (FG)-nucleoporin (Nup) in the NPC allows for two transport modes: passive diffusion and transport receptor-facilitated translocation. Strict regulation of nucleocytoplasmic transport is crucial for cell survival, differentiation, growth and other essential activities. However, due to the limited knowledge of the native configuration of the FG-Nup barrier and the interactions between the transiting molecules and the barrier in the NPC, the precise nucleocytoplasmic transport mechanism remains unresolved. To refine the transport mechanism, single-molecule fluorescence microscopy methods have been employed to obtain the transport kinetics of individual fluorescent molecules through the NPC and to map the interactions between transiting molecules and the FG-Nup barrier. Important characteristics of nucleocytoplasmic transport, such as transport time, transport efficiency and spatial distribution of single transiting molecules in the NPC, have been obtained that could not be measured by either ensemble average methods or conventional electron microscopy. In this critical review, we discuss the development of various single-molecule techniques and their application to nucleocytoplasmic transport in vitro and in vivo. In particular, we highlight a recent advance from one-dimensional to three-dimensional single-molecule characterization of transport through the NPC and present a comprehensive understanding of the nucleocytoplasmic transport mechanism obtained by this new technical development (105 references).

Single-molecule studies of nucleocytoplasmic transport: from one dimension to three dimensions.

Dans les cellules eucaryotes, le trafic bidirectionnel des prot&#xE9;ines et des mati&#xE8;res g&#xE9;n&#xE9;tiques &#xE0; travers l&#x26;#39;enveloppe double-membrane nucl&#xE9;aire est m&#xE9;di&#xE9;e par les complexes des pores nucl&#xE9;aires (NPCs). Une barri&#xE8;re hautement s&#xE9;lectif form&#xE9; par la ph&#xE9;nylalanine-glycine (FG)-nucl&#xE9;oporine (Nup) dans le NPC permet deux modes de transport: la diffusion passive et le transport des r&#xE9;cepteurs facilit&#xE9; translocation. La stricte r&#xE9;glementation du transport nucl&#xE9;ocytoplasmique est crucial pour la survie cellulaire, la diff&#xE9;renciation, la croissance et d&#x26;#39;autres activit&#xE9;s essentielles. Toutefois, en raison de la connaissance limit&#xE9;e de la configuration d&#x26;#39;origine de la barri&#xE8;re FG-Nup et les interactions entre les mol&#xE9;cules qui transitent et la barri&#xE8;re &#xE0; l&#x26;#39;APN, le m&#xE9;canisme de transport nucl&#xE9;ocytoplasmique pr&#xE9;cise n&#x26;#39;est toujours pas r&#xE9;solue. Pour affiner le m&#xE9;canisme de transport, des m&#xE9;thodes de microscopie &#xE0; mol&#xE9;cule unique de fluorescence ont &#xE9;t&#xE9; employ&#xE9;es pour obtenir les cin&#xE9;tiques de transport de mol&#xE9;cules fluorescentes individuelles par le NPC et de cartographier les interactions entre les mol&#xE9;cules qui transitent et la barri&#xE8;re FG-Nup. Les caract&#xE9;ristiques importantes de transport nucl&#xE9;ocytoplasmique, tels que le temps de transport, l&#x26;#39;efficacit&#xE9; du transport et la distribution spatiale des mol&#xE9;cules uniques qui transitent dans la CNP, ont &#xE9;t&#xE9; obtenus qui n&#x26;#39;ont pas pu &#xEA;tre mesur&#xE9;e par des m&#xE9;thodes ou moyens ensemble microscopie &#xE9;lectronique conventionnelle. Dans cette revue critique, nous discutons du d&#xE9;veloppement de diverses techniques de mol&#xE9;cule unique et de leur application au transport nucl&#xE9;ocytoplasmique in vitro et in vivo. En particulier, nous mettons en &#xE9;vidence une avanc&#xE9;e r&#xE9;cente d&#x26;#39;une dimension &#xE0; trois dimensions de mol&#xE9;cules simples de caract&#xE9;risation de transport &#xE0; travers l&#x26;#39;APN et de pr&#xE9;senter une compr&#xE9;hension globale du m&#xE9;canisme de transport nucl&#xE9;ocytoplasmique obtenu par ce nouveau d&#xE9;veloppement technique (105 r&#xE9;f&#xE9;rences).

Une seule mol&#xE9;cule d&#x26;#39;&#xE9;tudes de transport nucl&#xE9;ocytoplasmique: d&#x26;#39;une dimension &#xE0; Trois Dimensions

In eukaryotischen Zellen ist den bidirektionalen Transfer von Proteinen und genetischen Materials in der Doppel-Membran-Kernh&uuml;lle durch nukleare Pore-komplexe (NPCs) vermittelt. Eine hochselektive gebildet durch die Phenylalanin-Glycin (FG)-Nucleoporin (Nup) in der NPC erm&ouml;glicht zwei Verkehrstr&auml;ger: passive Diffusion und Transport-Rezeptor-erleichtert Translokation. Strenge Regulierung des Nucleocytoplasmic Verkehrs ist entscheidend f&uuml;r die Zelle &uuml;berleben, Differenzierung, Wachstum und andere wichtigen Aktivit&auml;ten. Jedoch aufgrund der begrenzten Kenntnisse der systemeigenen Konfiguration der FG-Nup-Schranke und die Interaktionen zwischen den durchziehende Molek&uuml;len und die Barriere in der NPC, der pr&auml;zise Nucleocytoplasmic-Transportmechanismus bleibt ungel&ouml;st. Um den Transportmechanismus zu verfeinern, sind Einzelmolek&uuml;l-Fluoreszenz-Mikroskopie-Methoden, die Transport-Kinetik der einzelnen fluoreszierende Molek&uuml;le durch den NPC zu erhalten und die Interaktionen zwischen durchziehende Molek&uuml;le und die FG-Nup-Barriere abzubilden eingesetzt worden. Wichtige Merkmale der Nucleocytoplasmic Verkehr, wie Transportzeit, Transporteffizienz und r&auml;umliche Verteilung von durchziehende Einzelmolek&uuml;le in der NPC vorliegen k&ouml;nnte, die nicht durch Ensemble durchschnittliche Methoden oder konventionelle Elektronenmikroskopie gemessen werden. In diesen kritischen Bericht diskutieren wir die Entwicklung der verschiedenen Einzelmolek&uuml;l-Techniken und deren Anwendung auf Nucleocytoplasmic Transport in vitro und in vivo. Insbesondere wir markieren als j&uuml;ngste Weiterentwicklung zu dreidimensionalen eindimensionale Einzelmolek&uuml;l-Charakterisierung des Transports durch die NPC und pr&auml;sentieren ein umfassendes Verst&auml;ndnis der Nucleocytoplasmic Transportmechanismus durch diese neue technische Entwicklung (105 Referenzen) ermittelt.

Einzelmolek&uuml;l-Studien der Nucleocytoplasmic Transport: von einer Dimension in drei Dimensionen.

Nelle cellule eucariotiche, il traffico bidirezionale di proteine e materiale genetico attraverso la doppia membrana nucleare busta &egrave; mediato da complessi di poro nucleare (NPC). Una barriera altamente selettiva formata da fenilalanina-glicina (FG)-nucleoporin (Nup) in NPC consente due modalit&agrave; di trasporto: passiva diffusione e trasporto facilitato del recettore traslocazione. Rigorosa regolamentazione dei trasporti nucleo-citoplasmatici &egrave; cruciale per la sopravvivenza delle cellule, differenziazione, crescita e altre attivit&agrave; essenziali. Tuttavia, a causa della limitata conoscenza della configurazione nativa della barriera FG-Nup e le interazioni tra le molecole di transito e la barriera in NPC, il meccanismo di trasporto nucleo-citoplasmatici preciso rimane irrisolto. Per perfezionare il meccanismo di trasporto, i metodi di microscopia di fluorescenza di singola molecola sono stati impiegati per ottenere la cinetica di trasporto delle singole molecole fluorescenti attraverso il NPC e per mappare le interazioni tra molecole di transito e la barriera di FG-Nup. Caratteristiche di trasporto nucleo-citoplasmatici, come tempo di trasporto, l&#39;efficienza dei trasporti e distribuzione spaziale delle singole molecole transitante in NPC, sono state ottenute importanti che potrebbe non essere misurata con metodi media ensemble o microscopia elettronica convenzionale. In questa revisione critica, noi discutere lo sviluppo di varie tecniche di singola molecola e la loro applicazione ai trasporti nucleo-citoplasmatici in vitro e in vivo. In particolare, abbiamo evidenziare un progresso recente da unidimensionale tridimensionale caratterizzazione singola molecola di trasporto attraverso il NPC e presentare una completa comprensione del meccanismo di trasporto nucleo-citoplasmatici ottenuto da questo nuovo sviluppo tecnico (105 referenze).

Studi di singola molecola di trasporto nucleo-citoplasmatici: da una dimensione a tre dimensioni.

&#x771F;&#x6838;&#x7D30;&#x80DE;&#x3067;&#x306F;&#x3001;&#x4E8C;&#x91CD;&#x819C;&#x6838;&#x819C;&#x9593;&#x306E;&#x30BF;&#x30F3;&#x30D1;&#x30AF;&#x8CEA;&#x3084;&#x907A;&#x4F1D;&#x7269;&#x8CEA;&#x306E;&#x53CC;&#x65B9;&#x5411;&#x306E;&#x4EBA;&#x8EAB;&#x58F2;&#x8CB7;&#x306F;&#x3001;&#x6838;&#x819C;&#x5B54;&#x8907;&#x5408;&#x4F53;&#xFF08;NPC&#x306E;&#xFF09;&#x306B;&#x3088;&#x3063;&#x3066;&#x5A92;&#x4ECB;&#x3055;&#x308C;&#x308B;&#x3002;&#x53D7;&#x52D5;&#x62E1;&#x6563;&#x3068;&#x8F38;&#x9001;&#x53D7;&#x5BB9;&#x4F53;&#x4FC3;&#x9032;&#x8EE2;&#x5EA7;&#xFF1A;NPC&#x306E;&#x30D5;&#x30A7;&#x30CB;&#x30EB;&#x30A2;&#x30E9;&#x30CB;&#x30F3; - &#x30B0;&#x30EA;&#x30B7;&#x30F3;&#xFF08;FG&#xFF09;&#x30CC;&#x30AF;&#x30EC;&#x30AA;&#x30DD;&#x30EA;&#x30F3;&#xFF08;NUP&#xFF09;&#x306B;&#x3088;&#x3063;&#x3066;&#x5F62;&#x6210;&#x3055;&#x308C;&#x305F;&#x9AD8;&#x9078;&#x629E;&#x6027;&#x30D0;&#x30EA;&#x30A2;&#x306F;2&#x3064;&#x306E;&#x30C8;&#x30E9;&#x30F3;&#x30B9;&#x30DD;&#x30FC;&#x30C8;&#x30E2;&#x30FC;&#x30C9;&#x3092;&#x4F7F;&#x7528;&#x53EF;&#x80FD;&#x3068;&#x306A;&#x308A;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x6838; - &#x7D30;&#x80DE;&#x8CEA;&#x9593;&#x8F38;&#x9001;&#x306E;&#x53B3;&#x3057;&#x3044;&#x898F;&#x5236;&#x306F;&#x3001;&#x7D30;&#x80DE;&#x306E;&#x751F;&#x5B58;&#x3001;&#x5206;&#x5316;&#x3001;&#x6210;&#x9577;&#x304A;&#x3088;&#x3073;&#x305D;&#x306E;&#x4ED6;&#x306E;&#x91CD;&#x8981;&#x306A;&#x6D3B;&#x52D5;&#x306E;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x91CD;&#x8981;&#x3067;&#x3042;&#x308B;&#x3002;&#x3057;&#x304B;&#x3057;&#x3001;FG-NUP&#x969C;&#x58C1;&#x306E;&#x30CD;&#x30A4;&#x30C6;&#x30A3;&#x30D6;&#x8A2D;&#x5B9A;&#x3068;&#x901A;&#x904E;&#x3059;&#x308B;&#x5206;&#x5B50;&#x3084;NPC&#x306E;&#x30D0;&#x30EA;&#x30A2;&#x9593;&#x306E;&#x76F8;&#x4E92;&#x4F5C;&#x7528;&#x306E;&#x9650;&#x3089;&#x308C;&#x305F;&#x77E5;&#x8B58;&#x306B;&#x3088;&#x308A;&#x3001;&#x6B63;&#x78BA;&#x306A;&#x6838; - &#x7D30;&#x80DE;&#x8CEA;&#x9593;&#x8F38;&#x9001;&#x30E1;&#x30AB;&#x30CB;&#x30BA;&#x30E0;&#x306F;&#x672A;&#x89E3;&#x6C7A;&#x306E;&#x307E;&#x307E;&#x3002;&#x30C8;&#x30E9;&#x30F3;&#x30B9;&#x30DD;&#x30FC;&#x30C8;&#xB7;&#x30E1;&#x30AB;&#x30CB;&#x30BA;&#x30E0;&#x3092;&#x7D5E;&#x308A;&#x8FBC;&#x3080;&#x306B;&#x306F;&#x3001;&#x5358;&#x4E00;&#x5206;&#x5B50;&#x86CD;&#x5149;&#x9855;&#x5FAE;&#x93E1;&#x306E;&#x65B9;&#x6CD5;&#x306F;NPC&#x3092;&#x4ECB;&#x3057;&#x3066;&#x500B;&#x3005;&#x306E;&#x86CD;&#x5149;&#x5206;&#x5B50;&#x306E;&#x8F38;&#x9001;&#x901F;&#x5EA6;&#x3092;&#x53D6;&#x5F97;&#x3057;&#x3001;&#x901A;&#x904E;&#x3059;&#x308B;&#x5206;&#x5B50;&#x3068;FG-NUP&#x30D0;&#x30EA;&#x30A2;&#x9593;&#x306E;&#x76F8;&#x4E92;&#x4F5C;&#x7528;&#x3092;&#x30DE;&#x30C3;&#x30D4;&#x30F3;&#x30B0;&#x3059;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x7528;&#x3044;&#x3089;&#x308C;&#x3066;&#x304D;&#x305F;&#x3002;&#x3053;&#x306E;&#x3088;&#x3046;&#x306A;&#x8F38;&#x9001;&#x6642;&#x9593;&#x3001;&#x8F38;&#x9001;&#x52B9;&#x7387;&#x3068;NPC&#x306E;&#x5358;&#x4E00;&#x901A;&#x904E;&#x3059;&#x308B;&#x5206;&#x5B50;&#x306E;&#x7A7A;&#x9593;&#x5206;&#x5E03;&#x3068;&#x3057;&#x3066;&#x6838; - &#x7D30;&#x80DE;&#x8CEA;&#x9593;&#x8F38;&#x9001;&#x306E;&#x91CD;&#x8981;&#x306A;&#x7279;&#x6027;&#x306F;&#x3001;&#x30A2;&#x30F3;&#x30B5;&#x30F3;&#x30D6;&#x30EB;&#x5E73;&#x5747;&#x6CD5;&#x307E;&#x305F;&#x306F;&#x5F93;&#x6765;&#x306E;&#x96FB;&#x5B50;&#x9855;&#x5FAE;&#x93E1;&#x306E;&#x3044;&#x305A;&#x308C;&#x304B;&#x306E;&#x65B9;&#x6CD5;&#x3067;&#x6E2C;&#x5B9A;&#x3059;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x304C;&#x3067;&#x304D;&#x306A;&#x304B;&#x3063;&#x305F;&#x305D;&#x306E;&#x5F97;&#x3089;&#x308C;&#x305F;&#x3002;&#x3053;&#x306E;&#x91CD;&#x8981;&#x306A;&#x30EC;&#x30D3;&#x30E5;&#x30FC;&#x3067;&#x306F;&#x3001;&#x69D8;&#x3005;&#x306A;&#x5358;&#x4E00;&#x5206;&#x5B50;&#x6280;&#x8853;&#x3068;in vitro&#x304A;&#x3088;&#x3073;in vivo&#x3067;&#x6838; - &#x7D30;&#x80DE;&#x8CEA;&#x9593;&#x8F38;&#x9001;&#x3078;&#x306E;&#x30A2;&#x30D7;&#x30EA;&#x30B1;&#x30FC;&#x30B7;&#x30E7;&#x30F3;&#x306E;&#x958B;&#x767A;&#x306B;&#x3064;&#x3044;&#x3066;&#x8AAC;&#x660E;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x7279;&#x306B;&#x3001;&#x6211;&#x3005;&#x306F;&#x3001;NPC&#x3092;&#x4ECB;&#x3057;&#x3066;&#x8EE2;&#x9001;&#x306E;1&#x6B21;&#x5143;&#x3001;&#x4E09;&#x6B21;&#x5143;&#x5358;&#x5206;&#x5B50;&#x7279;&#x6027;&#x304B;&#x3089;&#x6700;&#x8FD1;&#x306E;&#x9032;&#x6B69;&#x3092;&#x5F37;&#x8ABF;&#x3057;&#x3001;&#x3053;&#x306E;&#x65B0;&#x3057;&#x3044;&#x6280;&#x8853;&#x958B;&#x767A;&#xFF08;105&#x53C2;&#x7167;&#xFF09;&#x306B;&#x3088;&#x3063;&#x3066;&#x5F97;&#x3089;&#x308C;&#x305F;&#x6838; - &#x7D30;&#x80DE;&#x8CEA;&#x8F38;&#x9001;&#x6A5F;&#x69CB;&#x306E;&#x5305;&#x62EC;&#x7684;&#x306A;&#x7406;&#x89E3;&#x3092;&#x63D0;&#x793A;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;

&#x6838; - &#x7D30;&#x80DE;&#x8CEA;&#x9593;&#x8F38;&#x9001;&#x306E;&#x5358;&#x4E00;&#x5206;&#x5B50;&#x306E;&#x7814;&#x7A76;&#xFF1A;&#x4E00;&#x6B21;&#x5143;&#x304B;&#x3089;&#x4E09;&#x6B21;&#x5143;&#x306B;

&#xC9C4; &#xD575; &#xC138;&#xD3EC;&#xC5D0;&#xC11C; &#xC591;&#xBC29;&#xD5A5; &#xB9E4;&#xB9E4; &#xB2E8;&#xBC31;&#xC9C8;&#xACFC; &#xC720;&#xC804; &#xBB3C;&#xC9C8;&#xC758; &#xC774;&#xC911; &#xB9C9; &#xD575; &#xBD09;&#xD22C;&#xC5D0; &#xAC78;&#xCCD0;&#xC5D0; &#xD575; &#xACF5; &#xB2E8;&#xC9C0; (NPCs)&#xC5D0; &#xC758;&#xD574; &#xC911;&#xC7AC;&#xC785;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xB9E4;&#xC6B0; &#xC120;&#xD0DD;&#xC801; &#xC7A5;&#xBCBD; &#xD398;&#xB2D0;&#xC54C;&#xB77C;&#xB2CC; &#xAE00;&#xB9AC;&#xC2E0; (FG)&#xC5D0; &#xC758;&#xD574; &#xD615;&#xC131;-nucleoporin (Nup) NPC&#xC758; &#xB450; &#xAC00;&#xC9C0; &#xC804;&#xC1A1; &#xBAA8;&#xB4DC;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xD5C8;&#xC6A9;: &#xC218;&#xB3D9; &#xBCF4;&#xAE09; &#xBC0F; &#xC218;&#xC1A1; &#xC218;&#xC6A9; &#xCCB4; &#xCD09;&#xC9C4; &#xC804;. Nucleocytoplasmic &#xC804;&#xC1A1;&#xC758; &#xC5C4;&#xACA9;&#xD55C; &#xADDC;&#xC81C; &#xC138;&#xD3EC; &#xC0DD;&#xC874;, &#xBD84;&#xD654;, &#xC131;&#xC7A5; &#xBC0F; &#xB2E4;&#xB978; &#xD544;&#xC218; &#xD65C;&#xB3D9;&#xC5D0; &#xACB0;&#xC815;&#xC801; &#xC774;&#xB2E4;. &#xADF8;&#xB7EC;&#xB098;, FG Nup &#xC7A5;&#xBCBD; &#xBC0F; &#xD658;&#xC2B9; &#xBD84;&#xC790;&#xC640; NPC&#xC5D0; &#xC7A5;&#xBCBD; &#xC0AC;&#xC774;&#xC758; &#xC0C1;&#xD638; &#xC791;&#xC6A9;&#xC758; &#xAE30;&#xBCF8; &#xAD6C;&#xC131;&#xC758; &#xD55C;&#xC815; &#xB41C; &#xC9C0;&#xC2DD;&#xC73C;&#xB85C; &#xC778;&#xD574; &#xC815;&#xD655;&#xD55C; nucleocytoplasmic &#xC804;&#xC1A1; &#xBA54;&#xCEE4;&#xB2C8;&#xC998; &#xD574;&#xACB0; &#xB418;&#xC9C0; &#xC54A;&#xC740; &#xB0A8;&#xC544; &#xC788;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC804;&#xC1A1; &#xBA54;&#xCEE4;&#xB2C8;&#xC998;&#xC744; &#xAD6C;&#xCCB4;&#xD654; &#xD558;&#xB824;&#xBA74; &#xB2E8;&#xC77C; &#xBD84;&#xC790; &#xD615;&#xAD11; &#xD604;&#xBBF8;&#xACBD; &#xAC80;&#xC0AC; &#xBC95; &#xBC29;&#xBC95; NPC &#xD1B5;&#xD574; &#xAC1C;&#xBCC4; &#xD615;&#xAD11; &#xBD84;&#xC790;&#xC758; &#xC804;&#xC1A1; &#xC18D;&#xB3C4; &#xC5BB;&#xAE30; &#xC704;&#xD574; &#xACE0; &#xD658;&#xC2B9; &#xBD84;&#xC790;&#xC640; FG Nup &#xC7A5;&#xBCBD; &#xAC04;&#xC758; &#xC0C1;&#xD638; &#xC791;&#xC6A9;&#xC744; &#xB9E4;&#xD551;&#xD560; &#xACE0;&#xC6A9; &#xB418;&#xC5B4;. Nucleocytoplasmic &#xC804;&#xC1A1;, &#xC804;&#xC1A1; &#xC2DC;&#xAC04;, &#xC804;&#xC1A1; &#xD6A8;&#xC728;, &#xB2E8;&#xC77C; &#xD658;&#xC2B9; &#xBD84;&#xC790;&#xB294; NPC&#xC758; &#xACF5;&#xAC04;&#xC801; &#xBD84;&#xD3EC; &#xB4F1;&#xC758; &#xD2B9;&#xC131;&#xC744; &#xBC1B;&#xC740; &#xC911;&#xC694; &#xD55C; &#xADF8; &#xC218; &#xCE21;&#xC815;&#xD560; &#xC218; &#xC5C6;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4; &#xC559;&#xC0C1;&#xBE14; &#xD3C9;&#xADE0; &#xBC29;&#xBC95;&#xC744; &#xB610;&#xB294; &#xAE30;&#xC874;&#xC758; &#xC804;&#xC790; &#xD604;&#xBBF8;&#xACBD;. &#xC774; &#xC911;&#xC694; &#xD55C; &#xAC80;&#xD1A0;&#xC5D0;&#xC11C; &#xC6B0;&#xB9AC;&#xB294; &#xB2E4;&#xC591; &#xD55C; &#xB2E8;&#xC77C;-&#xBD84;&#xC790; &#xAE30;&#xBC95; &#xBC0F; nucleocytoplasmic &#xC804;&#xC1A1; &#xC0DD;&#xCCB4; &#xC678; &#xBC0F; &#xC0DD;&#xCCB4; &#xC870;&#xAC74;&#xC5D0; &#xADF8;&#xB4E4;&#xC758; &#xC751;&#xC6A9; &#xD504;&#xB85C;&#xADF8;&#xB7A8; &#xAC1C;&#xBC1C; &#xB17C;&#xC758;. &#xD2B9;&#xD788;, &#xC6B0;&#xB9AC; NPC &#xD1B5;&#xD574; &#xC804;&#xC1A1;&#xC758; 3 &#xCC28;&#xC6D0; 1 &#xCC28;&#xC6D0; &#xB2E8;&#xC77C; &#xBD84;&#xC790; &#xD2B9;&#xC131;&#xC5D0;&#xC11C; &#xCD5C;&#xADFC; &#xC0AC;&#xC804; &#xAC15;&#xC870; &#xD45C;&#xC2DC; &#xD558; &#xACE0;&#xC774; &#xC0C8;&#xB85C;&#xC6B4; &#xAE30;&#xC220; &#xAC1C;&#xBC1C; (105 &#xCC38;&#xC870;) &#xD558; &#xC5EC; &#xC5BB;&#xC740; nucleocytoplasmic &#xC804;&#xC1A1; &#xBA54;&#xCEE4;&#xB2C8;&#xC998;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xD3EC;&#xAD04;&#xC801;&#xC778; &#xC774;&#xD574;&#xB97C; &#xC81C;&#xACF5; &#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;.

Nucleocytoplasmic &#xC804;&#xC1A1;&#xC758; &#xB2E8;&#xC77C; &#xBD84;&#xC790; &#xC5F0;&#xAD6C;: 3 &#xCC28;&#xC6D0; &#xD55C; &#xCC28;&#xC6D0;&#xC5D0;&#xC11C;.

En las c&#xE9;lulas eucariotas, el tr&#xE1;fico bidireccional de las prote&#xED;nas y material gen&#xE9;tico a trav&#xE9;s de la envoltura de doble membrana nuclear est&#xE1; mediada por complejos de poro nuclear (CPN). Una barrera muy selectiva formada por la fenilalanina-glicina (FG)-nucleoporin (NUP) en la Asamblea Popular Nacional permite dos modos de transporte: difusi&#xF3;n pasiva y transporte de los receptores de facilitar la translocaci&#xF3;n. Estricta regulaci&#xF3;n del transporte nucleocytoplasmic es crucial para la supervivencia celular, la diferenciaci&#xF3;n, el crecimiento y otras actividades esenciales. Sin embargo, debido al conocimiento limitado de la configuraci&#xF3;n natural de la barrera de FG-Nup y las interacciones entre las mol&#xE9;culas de tr&#xE1;nsito y la barrera de la Asamblea Popular Nacional, el mecanismo exacto de transporte nucleocytoplasmic sigue sin resolverse. Para perfeccionar el mecanismo de transporte, los m&#xE9;todos de microscop&#xED;a de fluorescencia de una sola mol&#xE9;cula han sido empleados para obtener la cin&#xE9;tica de transporte de mol&#xE9;culas fluorescentes individuales a trav&#xE9;s de la APN y para asignar las interacciones entre mol&#xE9;culas de tr&#xE1;nsito y la barrera FG-Nup. Las caracter&#xED;sticas importantes de transporte nucleocytoplasmic, como el tiempo de transporte, la eficiencia del transporte y la distribuci&#xF3;n espacial de las mol&#xE9;culas individuales que transitan en la Asamblea Popular Nacional, se han obtenido de que no se puede medir por m&#xE9;todos promedio del conjunto o microscop&#xED;a electr&#xF3;nica convencional. En esta revisi&#xF3;n cr&#xED;tica, se discute el desarrollo de diversas mol&#xE9;culas de un solo t&#xE9;cnicas y su aplicaci&#xF3;n al transporte nucleocytoplasmic in vitro e in vivo. En particular, se destaca un avance reciente de una dimensi&#xF3;n de tres dimensiones de una sola mol&#xE9;cula de la caracterizaci&#xF3;n de transporte a trav&#xE9;s de la APN y presentar una comprensi&#xF3;n integral del mecanismo de transporte nucleocytoplasmic obtenido por este nuevo desarrollo t&#xE9;cnico (105 referencias).

Alexander Goryaynov

Department of Biology

Bowling Green State University

Single-Molecule Imaging of Nuclear Transport

Alexander Goryaynov

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Bowling Green State University

Single-Molecule Imaging of Nuclear Transport

Department of Biology