細(xì)胞的特點(diǎn)是穩(wěn)定但高度靈活。它們不斷地改變自己的形狀，甚至在組織中移動(dòng)。這些重要特性基于動(dòng)態(tài)組織的分支肌動(dòng)蛋白絲網(wǎng)絡(luò)，它產(chǎn)生推動(dòng)細(xì)胞膜移動(dòng)的力。由來自多特蒙德馬克斯普朗克分子生理學(xué)研究所 (MPI) 的 Peter Bieling 和 Stefan Raunser 領(lǐng)導(dǎo)的跨學(xué)科團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在共同揭示了一種以前未知的機(jī)制，解釋了如何阻止網(wǎng)絡(luò)中舊肌動(dòng)蛋白絲的生長促進(jìn)新肌動(dòng)蛋白絲的形成，從而保持細(xì)胞骨架的結(jié)構(gòu)和功能，就像在花園里適當(dāng)修剪樹籬一樣。
細(xì)胞生長、分裂、改變形狀和移動(dòng)。它們?yōu)樯眢w和組織提供結(jié)構(gòu)，進(jìn)入傷口以閉合它們或追逐我們血液中的細(xì)菌。細(xì)胞的移動(dòng)性是各種基本生物功能的先決條件，并由細(xì)胞骨架確保。這種動(dòng)態(tài)蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)組裝在細(xì)胞膜內(nèi)部，負(fù)責(zé)細(xì)胞的形狀、機(jī)械穩(wěn)定性和移動(dòng)能力。
微小分子如何組裝成強(qiáng)大的大型結(jié)構(gòu)
細(xì)胞骨架的一個(gè)關(guān)鍵成分是肌動(dòng)蛋白，它可以自組裝成細(xì)絲。但是細(xì)胞骨架的推力究竟來自哪里呢?起源在于發(fā)生在細(xì)胞膜下方的成核過程。新肌動(dòng)蛋白絲的成核由稱為 Arp2/3 的蛋白質(zhì)復(fù)合物引發(fā)，該復(fù)合物被膜結(jié)合成核促進(jìn)因子 (NPF) 激活。Apr2/3 形成新燈絲的初始種子并將該種子連接到舊燈絲的一側(cè)。在這種肌動(dòng)蛋白種子最初形成后，進(jìn)一步的肌動(dòng)蛋白單體會(huì)附著并構(gòu)建一條長絲，該長絲靠著膜生長。這個(gè)成長過程會(huì)產(chǎn)生推動(dòng)力。由此產(chǎn)生的肌動(dòng)蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)看起來像一棵樹或樹籬，有許多肌動(dòng)蛋白絲的連接分支。
修剪肌動(dòng)蛋白樹籬促進(jìn)新絲的生長
為確保向質(zhì)膜的最佳功率傳輸，分支的肌動(dòng)蛋白網(wǎng)絡(luò)需要持續(xù)維護(hù)。這個(gè)過程中的一個(gè)關(guān)鍵參與者是加帽蛋白。它的主要任務(wù)是在細(xì)絲變得過長之前阻止它們的伸長，并防止從細(xì)胞膜上生長出來的細(xì)絲的非生產(chǎn)性伸長。因此，加蓋肌動(dòng)蛋白絲具有與修剪樹籬類似的效果：它使(肌動(dòng)蛋白)樹籬保持整潔，就像適當(dāng)?shù)男藜粢粯?。然而，它還通過 Arp2 刺激植物邊緣(膜)附近的萌芽生產(chǎn)/3 復(fù)雜。以前不了解加帽蛋白如何控制 Arp2/3 形成新細(xì)絲的速度的精確機(jī)制。
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