1月11日，Cell杂志同期发表了2篇外泌体相关文章，这两篇文章讲了些什么呢？先来看简要介绍，
第一篇工作介绍的是，神经元蛋白Arc在进化上与逆转录转座子Gag蛋白相关，并形成病毒样衣壳结构，在神经系统的细胞之间传递mRNA。
第二篇工作介绍的是，神经元蛋白Arc与逆转录转座子Gag蛋白在进化上相关，并形成能够在神经系统的细胞之间转移mRNA的病毒样衣壳结构。
嗯？一样的？！对，就是一样的。这两篇及其相似的独立研究发现分别来自马萨诸塞大学医学院和犹他大学。
1. 逆转录病毒样Gag蛋白Arc1与RNA结合，可跨越突触“终扣”进行传递
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是突触可塑性和认知所必需的，该基因的突变与自闭症和精神分裂症有关。Arc具有类似于逆转录病毒/反转录转座子Gag样蛋白的结构域，其多聚化成包装病毒RNA的衣壳。这个结构域在塑性分子中的意义是不确定的。该研究发现，果蝇Arc1蛋白质形式结合神经元中darc1 mRNA的衣壳样结构，并加载到细胞外囊泡中，从运动神经元转移到肌肉。这种加载和转移取决于darc1-mRNA3'非翻译区，其中含有反转录转座子样序列。中断转移会抑制突触可塑性，这表明dArc1与其mRNA复合物的转移对这一功能是必须的。值得注意的是，培养的细胞释放胞外囊泡，其含有与其自身mRNA形成复合物的Copia逆转录转座子的Gag区域。综上所述，研究结果发现了涉及逆转录病毒样衣壳和胞外囊泡的跨突触mRNA转运机制。
亮点：
- arc1 mRNA或蛋白质可通过细胞外膜泡跨突触传递，其3’UTR参与这一过程；
- dArc-蛋白质Gag结合darc1 mRNA，该蛋白质形成衣壳样结构；
- 细胞外膜泡包含反转录转座子Copia的GAG蛋白和Gag编码mRNA；
- 突触可塑性需要转移darc1蛋白和/或mRNA。
2. 神经元基因Arc编码介导细胞间RNA转移的逆转录转座子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.
神经元基因Arc是哺乳动物大脑中持久信息存储所必需的，介导各种形式的突触可塑性，并有报道显示与神经发育障碍相关。然而，对于Arc的分子功能和进化起源知之甚少。该研究显示Arc自组装成封装RNA的病毒样衣壳。内源性Arc蛋白从细胞外囊泡中的神经元释放，介导Arc mRNA向新的靶细胞的转移，在那里它可以进行活性依赖性翻译。纯化的Arc衣壳被内吞，并且能够将Arc mRNA转移到神经元的细胞质中。这些结果表明，Arc显示与逆转录病毒Gag蛋白相似的分子特性。进化分析表明，Arc源自Ty3 / gypsy逆转录转座子的脊椎动物谱系，其也是逆转录病毒的祖先。这些发现表明，Gag逆转录因子在进化过程中被重新用于调解神经系统中的细胞间通讯。
亮点：
- 神经元基因Arc编码形成病毒样衣壳的蛋白质；
- Arc蛋白表现出与逆转录病毒Gag蛋白相似的生化特性；
- 内源性Arc蛋白从神经元释放到细胞外囊泡（EV）中；
- Arc EVs和衣壳可以介导神经元中Arc mRNA的细胞间转移。
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