Priljubljene Objave

Izbira Urednika - 2019

Volan celic: Novi mehanizem pojasnjuje, kako se celice selijo

Anonim

Podobno kot avtomobili, celice potrebujejo krmilni mehanizem, ki jih usmerja proti določenemu cilju ali smeri. Znanstveniki v Centru za spoznavanje in druženje (Inštitut za osnovno znanost, IBS) in KAIST, ki jo vodi prof. HEO Won Do, so odkrili funkcijo ključnega proteina, ki je vpleten v gibanje celic, in pojasnil, kako se celice selijo. Te ugotovitve, ki so bile nedavno objavljene v PNAS, omogočajo globlje razumevanje gibanja celic in lahko koristijo več bioloških področij, kot so rak, imunološka in nevrološka raziskava.

oglas


Razvoj, popravilo tkiva, imuniteta, med drugim zahtevajo, da celice migrirajo. Na primer, v primeru ran, se morajo fibroblasti, glavne celice veznega tkiva, plaziti proti rani, da bi odložili molekule, ki dajejo strukturo in podporo novemu tkivu. Z raziskavo krajšega potovanja fibroblastov so znanstveniki IBS odkrili, da ima protein, imenovani PLEKHG3 (PI3K-reguliran RhoGEF), katerega funkcija je bila prej nejasna, ključno vlogo pri celični migraciji. Dejansko, medtem ko imajo avtomobili krmilna kolesa in zadnje zobnike za nadzor smeri, mora celica, pred premikom, določiti, katera je sprednja in zadnja v vsakem trenutku. To se imenuje celična polarnost in se pridobiva z zbiranjem določenih molekul na eni strani celice. Nekatere molekule so potrebne predvsem na sprednji strani celice, medtem ko so druge koncentrirane na zadnji strani. Ko je polariteta vzpostavljena, se sprednja stran pomakne naprej in zadaj potegne. Znanstveniki IBS so spodbudili fibroblate, da bi prekomerno proizvajali PLEKHG3, nato pa opazili kopičenje tega proteina na sprednjem robu fibroblastov, ki pomagajo celicam premikati naprej dvakrat hitreje kot fibroblasti, ki ne preobremenijo tega proteina.

Pojav gibljivih fibroblast ima značilno obliko, podobno ventilatorju, kjer večja stran predstavlja sprednji rob. Da bi potrdili, da je PLEKHG3 potreben za polarnost celic, so znanstveniki iz Centra za spoznavanje in druženje odstranili PLEKHG3 iz nekaterih fibroblastov in opazovali njihovo vedenje. Celice, ki nimajo PLEKHG3, so izgubile obliko, podobno ventilatorju, in se počasneje premaknila. Poleg tega so raziskovalci s pomočjo optogenetske tehnike, imenovane LARIAT, ki ga je razvil isti laboratorij, lahko nadzorovala funkcijo PLEKHG3 z uporabo svetlobe. Ko so celice osvetljene z modro lučjo, proteini PLEKHG3, skupaj z modrim svetlobnim receptorjem, združijo skupaj in prenehajo delovati. Odstranjevanje te svetlobe prinaša celice nazaj v njihovo normalno obliko in polarnost. Poleg tega so znanstveniki uporabili tudi drugo optogenetično orodje za spremembo lokacije PLEKHG3 v celicah in lahko manipulirajo z njihovo smerjo migracije.

Sprednji rob celice vsebuje tudi mrežo filamentov, ki jih sestavi drugi protein, ki je bistvenega pomena za gibanje, imenovano aktin. Raziskovalec je ugotovil, da se PLEKHG3 v 30 sekundah veže na novo oblikovane filamente aktina in aktivira druge proteine, ki spodbujajo nastanek več aktinih filamentov. Te vezi nato spodbujajo zaposlovanje več proteinov PLEKHG3 na sprednjem robu celice, da bi dodatno okrepili polarnost celic in migracije. "Z direktno vezavo na filamente aktina na celični sprednji strani, je PLEKHG3 jedro regulacije gibanja celic, " pojasnjuje prof. Heo. "Vedeli smo, da so filamenti aktina odgovorni za gibanje celic in da obstajajo proteini, ki spodbujajo nastanek aktinskih žarnic: zdaj imamo manjkajočo povezavo!"

"PLEKHG3 je edinstven, ker spodbuja preseljevanje celic z indukcijo celične polarnosti.Ker je PLEKHG3 zelo pomemben za gibanje celic, ga želimo še naprej preučevati v drugih vrstah celic, vključno z nevroni. Predvidevamo, da bi ta protein lahko imel vlogo pri nevronski plastičnost med učenjem in spominskimi procesi, «zaključuje prof. Heo.

oglas



Story Source:

Materiali, ki jih zagotavlja Inštitut za osnovno naravoslovje . Opomba: Vsebino lahko uredite za slog in dolžino.


Referenčni opis revije :

  1. Trang Thi Thu Nguyen, Wei Sun Park, Byung Ouk Park, Cha Yeon Kim, Yohan Oh, Jin Man Kim, Hana Choi, Taeyoon Kyung, Cheol-Hee Kim, Gabsang Lee, Klaus M. Hahn, Tobias Meyer, Won Do Heo. PLEKHG3 izboljša migracijo polariziranih celic z aktiviranjem filamentov aktina na celici . Zbornik Nacionalne akademije znanosti, 2016; 201604720 DOI: 10.1073 / pnas.1604720113