Jawatan Popular

Pilihan Editor - 2019

Roda stereng sel: Mekanisme baru menjelaskan bagaimana sel-sel berpindah

Anonim

Begitu juga dengan kereta, sel memerlukan mekanisme stereng yang memandu mereka ke arah sasaran atau arah tertentu. Para saintis di Pusat Kognisi dan Sosial (Institut Sains Asas, IBS), dan KAIST, yang diketuai oleh Prof. HEO Won Do, telah menemui fungsi protein utama yang terlibat dalam pergerakan sel dan menjelaskan bagaimana sel-selnya berhijrah. Penemuan ini baru-baru ini diterbitkan di PNAS memberikan pemahaman yang lebih mendalam tentang pergerakan sel dan dapat memberi manfaat kepada beberapa bidang biologi, seperti kanser, penyelidikan imunologi dan neurologi.

iklan


Pembangunan, pembaikan tisu, imuniti, antara lain menghendaki sel-sel untuk berhijrah. Sebagai contoh, dalam kes luka, fibroblas, sel-sel utama tisu penghubung, perlu merangkak ke arah luka untuk mendepositkan molekul yang memberi struktur dan sokongan kepada tisu baru. Dengan mengkaji perjalanan pendek fibroblas, saintis IBS mendapati bahawa protein yang dipanggil PLEKHG3 (RhiGEF yang dikawal oleh PI3K), yang berfungsi sebelum ini tidak jelas, memainkan peranan penting dalam penghijrahan sel. Sesungguhnya, walaupun kereta mempunyai roda stereng dan gear belakang untuk mengawal arah, satu sel, sebelum bergerak, perlu menentukan yang depan dan belakangnya pada bila-bila masa. Ini dipanggil polariti sel dan ia diperolehi dengan pengumpulan molekul tertentu di satu sisi sel. Sesetengah molekul diperlukan terutamanya di hadapan sel, sementara yang lain tertumpu di belakang. Apabila polariti ditubuhkan, bahagian depan bergerak ke hadapan dan belakang ditarik. Para saintis IBS mencetuskan fibroblas untuk menghasilkan lebih banyak PLEKHG3 dan kemudian memerhatikan pengumpulan protein ini di pinggir depan fibroblas yang membantu sel-sel bergerak ke hadapan dua kali secepat fibroblas yang tidak terlalu menghasilkan protein ini.

Penampilan fibroblas bergerak mempunyai bentuk kipas seperti ciri di mana bahagian yang lebih besar mewakili kelebihan depan. Untuk mengesahkan bahawa PLEKHG3 diperlukan untuk polaritas sel, para saintis dari Pusat Kognisi dan Sosial mengeluarkan PLEKHG3 dari beberapa fibroblas dan memerhatikan kelakuan mereka. Sel-sel yang kekurangan PLEKHG3 kehilangan bentuk seperti kipas dan bergerak perlahan. Selain itu, dengan menggunakan teknik optogenetic yang dipanggil LARIAT yang sebelum ini dibangunkan oleh makmal yang sama, para penyelidik dapat mengawal fungsi PLEKHG3 menggunakan cahaya. Apabila sel-sel diterangi dengan cahaya biru, protein PLEKHG3, ditambah dengan reseptor cahaya biru, berkumpul bersama dan berhenti berfungsi. Mengeluarkan cahaya ini membawa sel kembali kepada bentuk normal dan polaritasnya. Di samping itu, saintis juga menggunakan alat optogenetik lain untuk menukar lokasi PLEKHG3 dalam sel dan boleh memanipulasi arah penghijrahan mereka.

Ujian depan sel juga mengandungi rangkaian filamen yang dibuat oleh pemasangan protein lain yang penting untuk pergerakan yang disebut actin. Penyelidik mendapati bahawa PLEKHG3 mengikat filamen aktin yang baru terbentuk dalam masa 30 saat dan mengaktifkan protein lain yang mempromosikan pembentukan filamen lebih banyak actin. Pengikatan ini pula menggalakkan pengambilan lebih banyak protein PLEKHG3 di pinggir depan sel untuk meningkatkan lagi polaritas dan penghijrahan sel. "Dengan mengikat secara langsung filamen actin di depan sel, PLEKHG3 adalah teras pergerakan sel sel, " jelas Prof. Heo. "Kami tahu bahawa filamen actin bertanggungjawab untuk pergerakan sel dan terdapat protein yang dapat meningkatkan pembentukan filamen filamen aktin: Sekarang kita mempunyai pautan yang hilang!"

"PLEKHG3 adalah unik kerana ia menggalakkan penghijrahan sel dengan menggalakkan polaritas sel.Karena PLEKHG3 sangat penting untuk pergerakan sel, kami ingin terus mengkajinya dalam jenis sel lain, termasuk neuron.Kami meramalkan bahawa protein ini boleh memainkan peranan dalam neuron keplastikan semasa proses pembelajaran dan ingatan, "menyimpulkan Prof. Heo.

iklan



Sumber Cerita:

Bahan yang disediakan oleh Institut Sains Asas . Nota: Kandungan mungkin diedit untuk gaya dan panjang.


Rujukan jurnal :

  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 meningkatkan penghijrahan sel polarisasi dengan mengaktifkan filamen aktin di hadapan sel . Prosiding Akademi Sains Kebangsaan, 2016; 201604720 DOI: 10.1073 / pnas.1604720113