著手鑑定構成肌細胞(肌細胞的基本收縮單位)的所有蛋白質,導致了意外的發現,提供了實驗證據,有助於解釋有關肌肉如何運作的基本謎團。
亥姆霍茲協會(MDC)的馬克斯·德爾布呂克分子醫學中心的研究人員開發了一種小鼠模型,使他們能夠觀察工作肌肉內部並識別使肌節收縮,放鬆,傳達其能量需求並適應行使。具體來說,他們能夠在“ Z盤”(相鄰的肉瘤之間的邊界)開始,在肌節的確定的子區域中定位蛋白質。這本身是橫紋肌研究的重要一步。
在此過程中,他們意外發現了:肌球蛋白,這是三個財神娛樂構成橫紋肌纖維的ain蛋白似乎進入Z盤。肌球蛋白,肌動蛋白和彈性支架蛋白滴定蛋白如何協同工作的模型在很大程度上忽略了肌球蛋白絲穿透Z盤結構的可能性。直到最近,德國科學家才對它們進行理論化,但是直到現在,還沒有實驗證據驗證該模型。
MDC的神經肌肉和心血管細胞生物學實驗室負責人Michael Gotthardt教授說:“即使對於肌球蛋白研究者來說,這也是出乎意料的。” “這涉及到肌肉如何產生力量的最基本的知識。”
目錄
誰在那?
在MDC和哥廷根大學的同事地下539開獎的幫助下,包括第一作者Franziska Rudolph博士和Claudia Fink博士在內的Gotthardt團隊從未著手驗證這一理論。他們的主要目標是帝禾娛樂城 識別Z盤中及其附近的蛋白質。為此,他們開發了一種小鼠模型,該小鼠模型具有一種稱為BioID的人工酶,該酶插入了巨大的蛋白滴定蛋白中。然後,Titin-BioID標記接近Z盤的蛋白質。
肉瘤是微小的分子機器,內含緊密相互作用的蛋白質。到目前為止,不可能分離出對不同子區域具有特異性的蛋白質,尤其是在活的,功能正常的肌肉中。 MDC蛋白質組學實驗室負責人Philipp Mertins博士說:“ Titin-BioID在體內探測肌節結構的特定區域。” “這以前是不可能的。”
該團隊是第一個在生理條件下在活體動物中使用BioID的團隊。大老爺娛樂城並鑑定出450種與肌節蛋白相關的蛋白質,其中約一半是已知的。他們發現心臟和骨骼肌以及成年小鼠和新生小鼠之間存在顯著差異,這與肌節結構,信號傳導和新陳代謝有關。這些差異反映了成人組織需要優化性能和能量產生,而新生兒組織則需要生長和重塑。
戈特哈特說:“我們想知道誰在那裡,知道誰是球員。” “大多數期望得到了證實,這驗證了我們的方法。”
驚喜
他們不希望在Z盤中看到的蛋白質是肌球蛋白,它整合在肌節的相反部位。當觸發肌肉運動時,肌球蛋白沿著肌動蛋白走動,使鄰近的Z盤更靠近。肌動蛋白和肌球蛋白絲的這種滑動產生必發網娛樂城 使我們的心臟泵血或骨骼肌保持姿勢或舉起物體的力量。
肌節的所謂“滑絲模型”描述了力的產生,並有助於解釋力和肌節長度之間的關係。然而,目前的模型難以預測完六合彩中獎金額全收縮的肉瘤的行為。這些模型假定肌球蛋白在沿肌動蛋白的行走過程中不會進入Z盤。有一些暗示可能會持續下去。戈特哈特說:“但是我們不知道在染色的組織樣本中看到的是人工製品還是現實生活。” “有了BioID,我們可以坐在Z盤上並觀察肌球蛋白的通過。”
Gotthardt同意提出的理論,即肌球蛋白進入Z盤可限製或抑制收縮。這可能有助於解決科學家已經計算出的肌肉纖維相對於其長度可產生多大作用力的問題,並導致肌節的精確模型,並可能有助於保護肌肉免受過度收縮。
為什麼重要
了解正常條件下肌肉纖維如何在分子水平上伸展和收縮非常重要,這樣研究人員便可以識別出隨著年齡的增長而出現肌肉受損,患病或萎縮的問題。識別引起問題的蛋白質可能潛在地幫助確定患有心髒病或骨骼肌疾病的患者的新型治療靶標。
戈特哈特(Gotthardt)和他的團隊計劃下一步使用BioID研究具有不同病理學的動物,例如,看看哪些蛋白質參與了肌肉萎縮。戈特哈特說:“也許一種蛋白質通常不存在於肌節中,這是病理的一部分。” “我們可以通過BioID找到它。”
參考
魯道夫等。 (2020)。在titin-BioID敲入小鼠中解構肌節結構與功能的關係。 自然通訊DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-020-16929-8
本文已從以下材料重妞妞鐵支新發布。注意:材料的長度和內容可能已被編輯。有關更多信息,請聯繫引用的來源。