Science：装配心脏“发动机”的平滑肌蛋白

科学家最近深入了平滑肌蛋白Lmod的功能，发现其能指导肌动蛋白装配成心脏脉动的单位。Lmod起到成核蛋白的作用，在心肌细胞中触发肌丝的形成。Lmod也能指导肌丝形成心脏中控制收缩的部分（肌节）。用RNA沉默技术来敲除心肌细胞Lmod之后，再也无法引起肌肉收缩。

　　生物通报道：肌动蛋白是心肌的重要组成部分。宾州大学医学院的研究人员发现，一种平滑肌蛋白（Lmod）的分子能促进肌动蛋白的装配。更重要的是，Lmod指导肌动蛋白装配成心脏脉动的单位。该研究结果发表在本周的《Science》上。

我们开展研究之初对Lmod了解极少”，第一作者、生理学教授Roberto Dominguez说，“这个蛋白看起来是存在于肌细胞中，但未能直接证实，而且也没人知道它的作用”。

第一作者、生理学副教授Roberto Dominguez博士说，当我们开始研究时，对Lmod的了解得极少。 

Lmod蛋白似乎存在于肌细胞，但没有人能直接证实这一点，而且也不知道它的作用是什么。Dominguez表示，“我们将Lmod的氨基酸序列与Tmod蛋白的序列进行比较，因为已知在肌细胞中Tmod蛋白能结合到肌动蛋白丝上。结果发现，Lmod有一部分序列与Tmod非常相似。但Lmod是一种比Tmod分子更大的蛋白，其独特的性质使得我们怀疑它能装配心肌的肌丝。我们研究发现确实如此。”

该研究结果解答了一个让心脏研究人员困惑已久的问题：到底是什么控制了心脏脉动单位的装配？
肌动蛋白是动物细胞中含量最丰富的蛋白，可以形成长的多聚体或纤丝，进而组装成细胞骨架。在组成肌肉和心脏的细胞中，肌丝与马达蛋白的互动会产生收缩作用，将全身的血液泵回心脏中。

肌丝在试管中也会自发地形成多聚体，但活细胞用成核蛋白来调控肌丝形成的时间和地点。共同作者、耶鲁大学的教授Thomas Pollard说，长期以来，生理学家都想知道，在心肌细胞中到底哪个分子起到了成核蛋白的作用。令人高兴的是，经过这些年的研究，终于发现了Lmod起到成核蛋白的作用，在心肌细胞中触发肌丝的形成。

Lmod也能指导肌丝形成肌节，也就是心脏中控制收缩的部分。用RNA沉默技术来敲除心肌细胞的Lmod基因之后，肌节就完全变得杂乱无章，再也无法引起肌肉收缩。

Lmod在心脏中的正确定位是非常关键的，因为哪怕是含量增多一点点也会促进异常的肌动蛋白束在心肌细胞中形成——肌动蛋白本不应该在此出现的。一种称为细胞核内棒状体肌病（intranuclear rod myopathy）的疾病也呈现出类似的肌动蛋白束解体特征。虽然这个疾病是由骨骼肌特异肌动蛋白基因突变引起的，但这种相似性表明Lmod能导致同类的心肌细胞疾病。

目前，小组正在研究心脏怎样调节Lmod的水平以及Lmod如何与心肌疾病相关。此外，小组还尝试着对Lmod进行结晶，以直接研究它的结构。（生物通，揭鹰）

原始论文：
Chereau et al. Leiomodin Is an Actin Filament Nucleator in Muscle Cells. Science 320: 239–243