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识别细胞在细胞核下方构建微型肌肉的机制

赫尔辛基大学的研究小组发现了负责骨骼肌收缩的运动蛋白肌球蛋白在非肌肉细胞中如何在细胞膜内表面建立收缩结构。这是首次发现这种“微型肌肉”(也称为应力纤维)是通过肌球蛋白驱动的细胞中肌动蛋白丝网络的重组而自发出现的。这些“微型肌肉”在细胞中的组装缺陷会导致人类多种疾病,在最严重的情况下会导致癌症进展。

在eLife上发表的一项新研究深入研究了应力纤维组装的核心机制,并揭示了如何在细胞皮层直接构建应力纤维:在细胞膜内表面的肌动蛋白丝的特殊网络。这项研究是在HiLIFE生物技术学院的Pekka Lappalainen学院教授和赫尔辛基大学兽医学院的Docent Sari Tojkander的小组中进行的,他们发现肌球蛋白脉冲以前与上皮组织的形状变化有关。在动物发育过程中,可以将应力纤维模板组装在细胞皮层。在此过程中,非肌肉肌球蛋白II(与负责肌肉收缩的蛋白质紧密相关)在局部和时间上被募集到皮质,它把最初的网状肌动蛋白丝网络组织成平行的棒状结构。然后,这些结构使肌动球蛋白束两端的粘着斑生长和成熟,最终在细胞皮层产生应力纤维(见图)。

“我们在赫尔辛基大学和其他国外实验室的研究小组先前的研究表明,应力纤维可能是由含有肌动蛋白和肌球蛋白的小前体结构在细胞的前部产生的,并且应力纤维会在细胞的后部分解。现在,我们揭示了一种全新的机制,应力纤维可以在细胞内形成,并解释了为什么在细胞皮层发生“神秘的”肌球蛋白脉冲。”

“有趣的是,我们还观察到这种应力纤维的生成在细胞核下最为突出,它存储了所有遗传信息,是我们细胞中最大的细胞器。可能是皮质应力纤维保护了细胞核或帮助了细胞的运动。核以及细胞的其余部分。”该研究的主要作者Jaakko Lehtimaki博士补充道。

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