拉動力揭示了人體細胞膜動力學的新見解
細胞器是細胞的功能單元。與工廠生產線的不同部分一樣,它們執(zhí)行專門的功能,但依賴于彼此并相互作用。為了使其功能適應細胞需求,細胞器需要是動態(tài)的:它們必須移動才能與其他細胞器相互作用和配合,保持原位或通過增加大小然后分開來增加。
這些動態(tài)過程如何在細胞中介導和調節(jié)是細胞生物學中一個重要且具有挑戰(zhàn)性的問題??茖W家現(xiàn)在已經發(fā)現(xiàn)了特定細胞器的運動和膜動力學 - 稱為過氧化物酶體 - 是如何介導的。
過氧化物酶體在細胞中發(fā)揮重要的保護作用,對健康至關重要;過氧化物酶體功能和動力學的喪失導致嚴重的發(fā)育和神經缺陷。
關于過氧化物酶體的工作方式尚不得而知,但??巳卮髮W的研究人員已經發(fā)現(xiàn)了一種名為MIRO1的蛋白質,它在將過氧化物酶體與運動蛋白結合方面起著關鍵作用 - 使它們能夠在細胞內移動。
“在這項研究中,我們發(fā)現(xiàn)MIRO1是缺失的銜接蛋白,它將過氧化物酶體與分子馬達聯(lián)系起來,并揭示了MIRO1在哺乳動物細胞中過氧化物酶體運動中的新作用,”埃克塞特大學的Michael Schrader教授說。
“此外,我們使用MIRO1作為工具在活細胞中的過氧化物酶體上產生拉力。
“我們能夠在細胞內重新分配過氧化物酶體,但有趣的是甚至可以將它們相乘(通過拉開它們)或者在患者細胞中拉出過多的過氧化物酶體突起。
“這些實驗為我們提供了在正常和疾病條件下確定細胞過氧化物酶體數(shù)量和形狀的分子機制的新見解。
“在過氧化物酶體疾病中,我們經??吹交颊呒毎羞^氧化物酶體數(shù)量不同,形狀不同甚至不同。
“了解為什么會發(fā)生這種情況以及如何調節(jié)過氧化物酶體數(shù)量或分布可以為這些患者提供改善細胞表現(xiàn)的新方法。
“這可能與年齡相關的疾病如癡呆,耳聾和失明有關,因為已知過氧化物酶體在感覺細胞內具有重要的保護功能。”
研究小組將埃克塞特生物醫(yī)學建模與分析中心的David Richards博士的分子細胞生物學,顯微鏡,活細胞成像分析 - 來自生物醫(yī)學信息中心的Jeremy Metz博士 - 和數(shù)學建模 - 結合起來,提出了第一個數(shù)學模型。了解,解釋和預測健康和疾病中的過氧化物酶體膜動力學。
患有嚴重過氧化物酶體疾病的人,也稱為Zellweger Spectrum Disorders,經常死于兒童或年輕人,并且一個名為Zellweger UK的慈善機構的存在是為了提高認識并支持家庭和患者。
該研究由生物技術和生物科學研究委員會,威康信托基金和醫(yī)學研究委員會資助。
該論文發(fā)表在“交通”雜志上,題目是:“MIRO1在過氧化物酶體的運動和膜動力學中的作用。”
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