拉動(dòng)力揭示了人體細(xì)胞膜動(dòng)力學(xué)的新見(jiàn)解
細(xì)胞器是細(xì)胞的功能單元。與工廠生產(chǎn)線的不同部分一樣,它們執(zhí)行專門(mén)的功能,但依賴于彼此并相互作用。為了使其功能適應(yīng)細(xì)胞需求,細(xì)胞器需要是動(dòng)態(tài)的:它們必須移動(dòng)才能與其他細(xì)胞器相互作用和配合,保持原位或通過(guò)增加大小然后分開(kāi)來(lái)增加。
這些動(dòng)態(tài)過(guò)程如何在細(xì)胞中介導(dǎo)和調(diào)節(jié)是細(xì)胞生物學(xué)中一個(gè)重要且具有挑戰(zhàn)性的問(wèn)題??茖W(xué)家現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了特定細(xì)胞器的運(yùn)動(dòng)和膜動(dòng)力學(xué) - 稱為過(guò)氧化物酶體 - 是如何介導(dǎo)的。
過(guò)氧化物酶體在細(xì)胞中發(fā)揮重要的保護(hù)作用,對(duì)健康至關(guān)重要;過(guò)氧化物酶體功能和動(dòng)力學(xué)的喪失導(dǎo)致嚴(yán)重的發(fā)育和神經(jīng)缺陷。
關(guān)于過(guò)氧化物酶體的工作方式尚不得而知,但??巳卮髮W(xué)的研究人員已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種名為MIRO1的蛋白質(zhì),它在將過(guò)氧化物酶體與運(yùn)動(dòng)蛋白結(jié)合方面起著關(guān)鍵作用 - 使它們能夠在細(xì)胞內(nèi)移動(dòng)。
“在這項(xiàng)研究中,我們發(fā)現(xiàn)MIRO1是缺失的銜接蛋白,它將過(guò)氧化物酶體與分子馬達(dá)聯(lián)系起來(lái),并揭示了MIRO1在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中過(guò)氧化物酶體運(yùn)動(dòng)中的新作用,”??巳卮髮W(xué)的Michael Schrader教授說(shuō)。
“此外,我們使用MIRO1作為工具在活細(xì)胞中的過(guò)氧化物酶體上產(chǎn)生拉力。
“我們能夠在細(xì)胞內(nèi)重新分配過(guò)氧化物酶體,但有趣的是甚至可以將它們相乘(通過(guò)拉開(kāi)它們)或者在患者細(xì)胞中拉出過(guò)多的過(guò)氧化物酶體突起。
“這些實(shí)驗(yàn)為我們提供了在正常和疾病條件下確定細(xì)胞過(guò)氧化物酶體數(shù)量和形狀的分子機(jī)制的新見(jiàn)解。
“在過(guò)氧化物酶體疾病中,我們經(jīng)常看到患者細(xì)胞中過(guò)氧化物酶體數(shù)量不同,形狀不同甚至不同。
“了解為什么會(huì)發(fā)生這種情況以及如何調(diào)節(jié)過(guò)氧化物酶體數(shù)量或分布可以為這些患者提供改善細(xì)胞表現(xiàn)的新方法。
“這可能與年齡相關(guān)的疾病如癡呆,耳聾和失明有關(guān),因?yàn)橐阎^(guò)氧化物酶體在感覺(jué)細(xì)胞內(nèi)具有重要的保護(hù)功能。”
研究小組將??巳厣镝t(yī)學(xué)建模與分析中心的David Richards博士的分子細(xì)胞生物學(xué),顯微鏡,活細(xì)胞成像分析 - 來(lái)自生物醫(yī)學(xué)信息中心的Jeremy Metz博士 - 和數(shù)學(xué)建模 - 結(jié)合起來(lái),提出了第一個(gè)數(shù)學(xué)模型。了解,解釋和預(yù)測(cè)健康和疾病中的過(guò)氧化物酶體膜動(dòng)力學(xué)。
患有嚴(yán)重過(guò)氧化物酶體疾病的人,也稱為Zellweger Spectrum Disorders,經(jīng)常死于兒童或年輕人,并且一個(gè)名為Zellweger UK的慈善機(jī)構(gòu)的存在是為了提高認(rèn)識(shí)并支持家庭和患者。
該研究由生物技術(shù)和生物科學(xué)研究委員會(huì),威康信托基金和醫(yī)學(xué)研究委員會(huì)資助。
該論文發(fā)表在“交通”雜志上,題目是:“MIRO1在過(guò)氧化物酶體的運(yùn)動(dòng)和膜動(dòng)力學(xué)中的作用。”
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