Spectrin蛋白開始起作用以恢復細胞核
卡內基梅隆大學化學工程副教授Kris Dahl和化學工程博士學生Travis Armiger發(fā)現,細胞的細胞核從主要變形(如肌肉細胞或運動時伸展的骨細胞)中恢復,部分原因是細胞核中存在類似彈簧的機械元素。這種稱為血影蛋白的機械元件有助于在細胞經受一段高應力后將細胞核轉變回其原始形狀。
在Dahl和Armiger完成他們的研究之前,大多數科學家都明白,血影蛋白增加了紅細胞(紅細胞)的彈性,調節(jié)了有核細胞細胞骨架中的膜穩(wěn)定性,并幫助修復了細胞DNA的損傷。
一般來說,大多數科學家假設血影蛋白有助于維持細胞核的結構,但他們沒有假設血影蛋白如何影響細胞核的力學。通過他們的研究,Dahl和Armiger證實,血影蛋白確實有助于細胞核的彈性。
“對核力學的理解是,有一個僵硬的核骨架,主要由椎板蛋白組成......整體而言,它們能夠通過體內的空間變形和擠壓,”Armiger說。
“我們已經證明,核骨架中還存在其他蛋白質,稱為血影蛋白,其作用類似于彈簧......并且有助于將細胞核恢復到其原始形狀[變形后]。”
細胞核包含大部分細胞的遺傳物質,稱為染色體的線狀鏈。這些染色體還包括人類基因組的部分,或最終構建生物體的完整遺傳信息集,允許其隨著時間的推移而生長和發(fā)育。
基因組被稱為核骨架的柔性殼包圍,核殼位于核膜內部,保護核免受永久性損傷或變形。當細胞擠過體內的小通道時,細胞核往往會變形。但是椎板(構成核骨架的僵硬蛋白質)的存在允許細胞核變形而不會破裂。如果椎板阻止細胞核破裂,那么究竟是什么原因有助于細胞核恢復原狀?
“Lamin細絲能夠彎曲并恢復到原來的狀態(tài),”Dahl說。“然而,它們形成了網絡結構,當它們處于網絡結構中時,它們不會輕易變形,即使核心確實變形。因此它[核]會皺縮,但它確實需要一個彈簧來能夠恢復其核形狀。“
因為科學家們現在可以理解的春天般的血影蛋白的發(fā)現非常重要,如何細胞的細胞核變形的主要發(fā)作后的恢復。血影蛋白的存在解釋了個體的肌肉細胞在舉重后如何收縮或者心血管細胞如何對血壓升高做出反應??茖W家還可能將血影蛋白與不同的肌營養(yǎng)不良疾病如Emery-Dreifuss肌營養(yǎng)不良癥聯系起來。
“我們發(fā)現這個[發(fā)現]很有趣,因為這些發(fā)現來自最有趣的方向,”達爾說。“我們正在調查一種通常在血細胞中發(fā)現的蛋白質。我們的研究是在癌細胞系中進行的。其意義就是肌肉萎縮癥。這種情況一直發(fā)生在科學中:通過允許自己在盒子外思考并貫徹執(zhí)行通過嚴謹的學習,你可以發(fā)現最偉大的發(fā)現。“
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