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      活細(xì)胞顯微鏡揭示了引導(dǎo)細(xì)胞遷移的內(nèi)力
      
			
      
				2019-05-10 10:09:25
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      例如，細(xì)胞如何在身體的某個方向上移動 - 去傷口部位并修復(fù)它，或者追捕傳染性細(xì)菌并殺死它?來自海洋生物實(shí)驗(yàn)室(MBL)的兩項(xiàng)新研究表明，細(xì)胞在定向，獲得牽引力和向特定方向遷移時如何對內(nèi)力作出反應(yīng)。這項(xiàng)研究始于MBL生理學(xué)課程的學(xué)生項(xiàng)目，由MBL惠特曼中心開發(fā)，發(fā)表在美國國家科學(xué)院院刊(PNAS)和本周的自然通訊雜志上。
      

      活細(xì)胞顯微鏡揭示了引導(dǎo)細(xì)胞遷移的內(nèi)力
      

      這兩篇論文都集中在整合素的激活上，整合素是一種蛋白質(zhì)，它允許細(xì)胞附著在外部環(huán)境中，并對來自其他細(xì)胞的信號做出反應(yīng)。整合素是跨膜蛋白：部分位于細(xì)胞表面，部分位于細(xì)胞內(nèi)。使用在MBL發(fā)明的顯微鏡，作者表明，當(dāng)整聯(lián)蛋白從細(xì)胞表面展開并在細(xì)胞外結(jié)合時，它們同時在與細(xì)胞內(nèi)的力相同的方向上排列(肌動蛋白逆行流)。
      

      國家心肺血液研究所的惠特曼中心科學(xué)家克萊爾沃特曼說：“如果你認(rèn)為細(xì)胞是一種汽車，那么肌動蛋白就是發(fā)動機(jī)。”“電池可以坐在那里，空轉(zhuǎn)它的發(fā)動機(jī)。但是當(dāng)積分器激活并在外部結(jié)合時，它們就像輪胎撞到路面上，提供摩擦力。發(fā)動機(jī)進(jìn)入檔位并且車輛移動。”
      

      哈佛大學(xué)的Timothy Springer在20世紀(jì)80年代共同發(fā)現(xiàn)了整合素蛋白家族，并在很大程度上確定了它們的激活機(jī)制，班加羅爾國家生物科學(xué)中心的Satyajit市長是該項(xiàng)目的Waterman的主要合作者。
      

      該團(tuán)隊(duì)使用由MBL副科學(xué)家Tomomi Tani和前職員科學(xué)家Shalin Mehta(現(xiàn)為Chan Zuckerberg Biohub)開發(fā)的熒光偏振光顯微鏡，以實(shí)時和高精度測量細(xì)胞表面上整合素的方向。
      

      “用顯微鏡做到這一點(diǎn)非常了不起，”斯普林格說。“我不知道人們實(shí)際測量細(xì)胞表面分子方向的任何其他例子。”
      

      在人類細(xì)胞上發(fā)現(xiàn)了24種不同類型的整聯(lián)蛋白。PNAS論文研究成纖維細(xì)胞整合素，而Nature Communications論文分析白細(xì)胞整合素。
      

      “我們研究的兩種整合素與整合素家族的結(jié)構(gòu)差異大致相同，”Springer說，但這兩種類型的細(xì)胞在被激活后，都是在細(xì)胞內(nèi)肌動蛋白流動的方向上定向的。
      

      “這是非常漂亮的基礎(chǔ)研究，”斯普林格說。“雖然我們對溶液中高純度的整合素有很多了解，但這項(xiàng)研究為我們提供了關(guān)于它們在活細(xì)胞中活化狀態(tài)的具體信息。”
      

      當(dāng)她與一群學(xué)生(包括Vinay Swaminathan和Pontus Nordenfelt)開展這項(xiàng)研究時，Waterman正在聯(lián)合指導(dǎo)MBL生理學(xué)課程。課程結(jié)束后，該團(tuán)隊(duì)增加了成員，包括Joseph Mathew Kalappurakkal和Travis I. Moore，并繼續(xù)在MBL惠特曼中心合作，得到了芝加哥大學(xué)和MBL的Lillie Research Innovation Award的支持。
      

      MBL研究總監(jiān)大衛(wèi)馬克韋爾奇說：“MBL以其能夠通過其高級課程，常駐科學(xué)家和惠特曼中心之間的溝通，以深入的跨學(xué)科專業(yè)知識召集科學(xué)團(tuán)隊(duì)而聞名。“在這種情況下，具有不同技能的富有洞察力的科學(xué)家 - 細(xì)胞生物學(xué)家，顯微鏡開發(fā)人員，計(jì)算科學(xué)家，分子建模師，蛋白質(zhì)化學(xué)家 - 協(xié)同作用，揭示了細(xì)胞遷移的根本重要驅(qū)動力。”
      
			

			
        
      
			
      
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