細胞的細胞骨架有助于神經(jīng)元內的能量轉移和信息處理
細胞支架中的功能障礙和畸形被認為有助于心肌無力,神經(jīng)退行性疾病甚至耳聾?,F(xiàn)在德克薩斯大學圣安東尼奧分校(UTSA)的生物物理學研究已經(jīng)仔細研究了細胞的細胞骨架并發(fā)現(xiàn)了一個新目的:它有助于神經(jīng)元內的能量轉移和信息處理。
UTSA物理和天文學系副教授Marcelo Marucho過去4年研究了細胞骨架的肌動蛋白絲和微管。他致力于追蹤這些結構的能量轉移如何影響細胞功能。
該研究提出,細絲的結構變化(突變)和生物體液的改變打破了在正常條件下支配細胞骨架細絲的束縛和傳遞特性的分子機制之間的平衡和競爭。反過來,這會產生受損的組裝和沿著這些細絲的有缺陷的電信號傳播,導致細胞病理學。
已知年齡和遺傳因素有助于疾病的發(fā)展,但Marucho的研究提供了洞察細胞骨架的電學特性如何促成細胞的降解。
“有證據(jù)表明,細絲會像電線一樣導電,”Marucho說,他結合生物學和物理學來理解他所謂的生物納米線 - 一種細胞的電纜。“細絲,F(xiàn)-肌動蛋白和微管,能夠在神經(jīng)元內傳播電脈沖。這種特性是科學家們通常沒有考慮過的。”
UTSA研究人員開發(fā)了具有膜片鉗和光散射實驗的多尺度模型,以確定電傳播的方式以及它如何影響長絲的機械性能。這些初步結果將有助于他更好地了解允許細胞生物能量發(fā)育的正常條件。細胞的細胞骨架或細絲是細胞形狀的原因。它們還組織細胞部分并影響細胞的運動和分裂。但Marucho認為,細胞骨架細絲也能夠傳導電能。
“我們還想闡明pH溶液,包括數(shù)量和類型的鹽如何產生正確的細胞骨架結構健康形成,”Marucho說。“生物液體是介導細胞骨架細絲之間相互作用的必要介質。”
總而言之,Marucho博士在四年內從美國國立衛(wèi)生研究院(NIH)獲得了150萬美元的研究經(jīng)費,以繼續(xù)他對肌動蛋白絲的研究并更深入地研究微管。
這項美國國立衛(wèi)生研究院的資助是UTSA研究資金標志性一年的一部分。僅在2018財年,UTSA的研發(fā)總支出就達到了6970萬美元。
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