How cells recycle the machinery that drives their motility?
【字体： 大 中 小 】 时间：2021年02月10日 来源：University of Helsinki
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研究小组发现了一种新的促进细胞迁移的分子机制。这一发现揭示了驱动癌细胞不受控制运动的机制，也修正了细胞迁移的“教科书观点”。
赫尔辛基大学和巴黎雅克莫诺研究所的研究小组发现了一种促进细胞迁移的新分子机制。这一发现揭示了驱动癌细胞不受控制运动的机制，也修正了细胞迁移的“教科书观点”。
细胞在我们体内移动的能力对伤口愈合以及免疫细胞在组织中巡逻以寻找细菌和病毒病原体至关重要。另一方面，细胞不受控制的运动是癌症侵袭和转移的标志。
驱动细胞迁移的机制是一个由蛋白质肌动蛋白组成的动态细丝的复杂网络。肌动蛋白以单体形式存在，但与乐高积木一样，细胞中的肌动蛋白单体可以构建不同类型的丝状结构。肌动蛋白丝以一种方式组织在细胞中，其快速伸长的正端面对质膜，而其负端则远离质膜。肌动蛋白丝在其正末端对质膜的伸长产生了在细胞迁移过程中推动细胞前缘向前的力。为了维持肌动蛋白单体亚单位的充足供应，肌动蛋白丝必须在细胞中迅速分解，这被认为发生在它们的负端。限制肌动蛋白丝分解到负端的一个重要因素是帽蛋白，它与丝的正端紧密结合，阻止丝的伸长和缩短。
发表在《自然细胞生物学》上的一项新研究表明，这种细胞迁移的“教科书观点”需要修改。赫尔辛基大学希利夫生物技术研究所的佩卡·拉帕莱宁（Pekka Lappalainen）教授领导的这项研究显示，一种保守的肌动蛋白结合蛋白Twinfilin能有效地去除灯丝正末端的覆盖蛋白。这导致了纤维的解聚也来自于它们的“老化”的加号端，不再推动细胞的前缘向前。在没有Twinfilin的情况下，肌动蛋白丝的循环减少，丝推动细胞边缘的效率降低，细胞迁移减慢。
“我们的结果表明，Twinfilin和封盖蛋白共同构成了一个‘分子钟’，这确保了推动质膜的‘生产性’肌动蛋白丝有足够的能量“肌动蛋白单体的供应，而不再推动质膜的‘老化’肌动蛋白丝被分解，”Lappalainen说。“这项研究强调了几种具有不同功能的蛋白质需要协同作用，以维持细胞中肌动蛋白网络的正常形态和功能，”Markku博士继续说哈卡拉是这项研究的主要作者。
尽管进行了广泛的研究，肌动蛋白单体在细胞中循环的确切机制仍然是难以捉摸的。这项新的研究揭示了如何从肌动蛋白丝的两端去除封盖蛋白，使其能够快速分解，从而为这一难题增加了一个重要部分。这些发现也为进一步研究肌动蛋白分解机制的不规则性如何导致严重疾病和发育障碍奠定了基础。
“Twinfilin的不受控制的表达与许多疾病有关，如乳腺癌侵袭和淋巴瘤进展。因此，我们的工作也揭示了驱动癌细胞不受控制运动的分子机制
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