美国太平洋时间2021年10月16日上午1:32

发现微管作为机械传感器

当生物体在这个世界上生长、生活和移动时,它们会受到一系列内部和外部力量的影响。生物形态必须能够承受拉伸和压缩到细胞水平的压力。机械力量认为有对细胞和组织的生长、发育和健康有重大影响。

细胞需要一个坚固但灵活的框架,称为细胞骨架给他们结构上的完整性。要执行所有可能需要的功能,单元还必须具有在单元内移动物体的能力。细胞成分称为微管Help执行这两种功能;它们组成了细胞骨架的一部分,它们也在胞内运输作为一种铁路网。一种叫做驱动蛋白和动力蛋白的运动蛋白通过一种叫做ATP的分子燃料在微管网络上穿梭运动。微管也是动态的;它们可以通过压缩、拉伸和运动来生长、收缩、弯曲和弯曲。

现在,研究人员已经表明,微管也可以作为一种机械传感器,可以检测细胞的状态,并相应地调整细胞内的运输。

微管可能作为机械感测器来调节细胞内动力蛋白的运输。分子动力学模拟显示,由于分子间相互作用的增加,微管中的张力、弯曲或压缩会减缓沿着微管的运动。科学进步2021

在这项研究中,研究人员使用原子力显微镜和无细胞模型观察单个驱动蛋白运动蛋白沿着维持在脂质双层上的微管迁移。微管保持笔直或弯曲,以研究驱动蛋白在不同条件下的速度变化,如视频中所示。当微管弯曲时,驱动蛋白的运动速度就不会那么快。速度的变化如图所示。人们曾认为,由于微管结构中的裂缝或孔洞,驱动蛋白的速度会变慢,但研究人员发现,即使没有裂缝,速度也会变慢。

图片来源:皮克斯湾

这项研究已经完成报道科学进步,这表明,与直微管相比,驱动蛋白似乎更容易粘附在弯曲的微管上。分子模拟表明,微管变形单元与动力蛋白的相互作用能更大,揭示了微管构象如何调节这些动力蛋白的运动。

这项工作由一个国际研究团队完成,可能对生物力学、生物传感器、涉及细胞内外机械力的研究、与细胞内运输或细胞骨架相关的疾病具有重要意义。

来源:北海道大学科学进步

关于作者
  • 经验丰富的研究科学家和技术专家,在30多家同行评议的出版物上发表文章,游历过70多个国家,出版过摄影作品和国际展览过的画家,接受过灾难应对、心肺复苏和家庭暴力咨询培训的志愿者。
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