肌動(dòng)蛋白是細(xì)胞中最豐富的蛋白質(zhì)之一，它有許多工作-從賦予細(xì)胞其形狀和結(jié)構(gòu)到管理對(duì)多種細(xì)胞功能至關(guān)重要的蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)。沒有它，脆弱的基本生活單元就會(huì)崩潰。

肌動(dòng)蛋白的大量活性是基于機(jī)械信號(hào)傳遞。它似乎以某種方式感覺到來自環(huán)境的物理反饋并做出相應(yīng)的響應(yīng)?，F(xiàn)在，eLife中的一項(xiàng)新研究描述了這種機(jī)械信號(hào)的工作方式。通過從字面上拉伸單個(gè)肌動(dòng)蛋白絲，研究人員確定了肌動(dòng)蛋白將細(xì)胞機(jī)械信息傳遞給其他蛋白質(zhì)的過程。由于數(shù)百種不同的蛋白質(zhì)結(jié)合肌動(dòng)蛋白絲，因此這一發(fā)現(xiàn)意義深遠(yuǎn)，并且可能最終解釋了細(xì)胞如何機(jī)械控制運(yùn)動(dòng)，包括心肌細(xì)胞如何收縮或運(yùn)動(dòng)細(xì)胞如何運(yùn)動(dòng)。

“關(guān)于肌動(dòng)蛋白絲可能是細(xì)胞中微小的拉伸傳感器的想法已經(jīng)在文獻(xiàn)中流傳了一段時(shí)間，但我認(rèn)為我們確實(shí)在這里證明了這一點(diǎn)，”實(shí)驗(yàn)室助理教授兼實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人格雷戈里·M·阿魯申說。結(jié)構(gòu)生物物理與力學(xué)生物學(xué)系。“我們才剛剛開始了解細(xì)胞中機(jī)械信號(hào)的細(xì)微差別。”

尋找機(jī)械信號(hào)

細(xì)胞的生命周期與化學(xué)信號(hào)密切相關(guān)，在化學(xué)信號(hào)中，經(jīng)過充分研究的配體和受體網(wǎng)絡(luò)將信息提供給細(xì)胞，并確定其是否生長，分裂，遷移或死亡。但是，物理力也會(huì)通過一種完全不同的現(xiàn)象將關(guān)鍵信號(hào)傳遞到細(xì)胞上，在這種現(xiàn)象中，分子彼此推拉，永久地聚集在一起并解離。

盡管數(shù)十年的研究揭示了化學(xué)信號(hào)傳導(dǎo)過程，但對(duì)機(jī)械信號(hào)傳導(dǎo)的細(xì)節(jié)仍知之甚少。很明顯，例如，當(dāng)細(xì)胞緊貼培養(yǎng)皿底部或與相鄰細(xì)胞接觸時(shí)，其與周圍環(huán)境的相互作用是由肌動(dòng)蛋白驅(qū)動(dòng)的，肌動(dòng)蛋白與細(xì)胞外緣的所謂粘附蛋白結(jié)合。

但是還不清楚細(xì)胞如何將來自周圍環(huán)境的機(jī)械信號(hào)傳遞給肌動(dòng)蛋白，然后肌動(dòng)蛋白如何將信號(hào)傳遞給召集粘附蛋白或?qū)⑵渫崎_。