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膜囊泡生命中初始秒的第一次实时镜头

Tom Kirchhausen,Francois Aguet和Emanuele Cocucci摄影:Jake Miller一项新发表的研究详细介绍了哈佛大学科学家如何使用全内反射荧光显微镜(TIRF)捕捉膜囊泡生命中最初五秒的第一个实时镜头科学家已经拍摄了一个关键细胞过程如何开始的实时镜头,这些研究结果推翻了一个关于生命混乱机制如何组织的长期理论。这项研究还提供了新的方法来思考药物如何与生命的活动部分相互作用。分子水平使用极其敏感的全内反射荧光显微镜(TIRF),哈佛大学医学院细胞生物学教授汤姆基尔豪森领导的团队有史以来第一次记录了膜囊泡生命中的最初5秒,小气泡从膜上夹住以将货物运送到细胞中开发了成像和分析工具和技术研究人员表示,这项研究也可以用于研究细胞功能核心的其他动态过程,其中数百个这些囊泡可能随时在膜上启动,同时无数其他过程正在建立,移动和回收细胞中的其他结构,“Kirchhausen说,他也是波士顿儿童医院细胞和分子医学计划和免疫疾病研究所的高级研究员。”我们试图在分子的基础上理解这种令人难以置信的复杂性思考“他们的研究结果出现在8月3日的细胞动态组装囊泡是生命运作的关键例如,它们允许神经递质穿过突触并将坏胆固醇从血液中运送到细胞中,在那里它可以被摧毁几十年来,基希豪森已经努力了解囊泡的结构,形成和功能他的团队首先解决了网格蛋白的原子结构,这是一个关键囊泡构建中的分子接下来,他们解决了形成囊泡泡球形支架的网格蛋白球的结构后来他们记录了第一批捕获货物的囊泡电影研究人员一般认为囊泡是根据需要形成的,对特定信号的有序反应在基希豪森的实验室中,甚至还有一个旧的,泛黄的卡通贴在墙上,说明了这个过程,“这是它的工作原理!”在Kirchhausen团队的边缘手写,然而,发现这些囊泡随意形成弗朗索瓦Aguet是该论文的共同作者,也是HMS细胞生物学教授Gaudenz Danuser实验室研究员,他说:“我们相信这种随机行为可能在我们在细胞内看到的大多数动态过程中发挥作用”研究人员表示,这种随机行为依赖于大量冗余的弱相互作用,而不是依赖于一些精心控制的事件链。 rs估计70%的网格蛋白支架在形成完整的囊泡之前开始形成分离开始气球形成网格蛋白涂层囊泡的最初步骤需要两种关键材料:网格蛋白(采用三条腿的形式)被称为triskelions的分子及其衔接蛋白复合物AP2,它允许各个triskelions粘在一起形成更复杂的结构。网格蛋白和AP2分子彼此弱吸引,不断扩散到整个细胞中,定期从膜上反弹。单独的AP2分子撞击膜,它最多停留在那里几毫秒“但如果你碰巧运气,至少有两个适配器在正确的时间和地点到达膜,他们会抓住网格蛋白,现在它可以在那里待了几秒钟,“基希豪森说道。随着越来越多的到来,累积的债券越来越强,增加了结构完成itsel的机会f Clathrin triskelions是相当刚性的弯曲形状,它们组合成一个精确的互锁球,内部有一层薄膜随着Triskelions积聚,由AP2固定在一起,它们形成一个弯曲的凹坑(也称为凹坑)膜的胞质(或细胞内)表面,最终夹住在细胞内自由漂浮的完整球囊 为了实时拍摄这些事件,研究人员使用了导致网格蛋白和AP2分子发光的转基因细胞系,用TIRF显微镜捕获它们。研究小组通过额外的工作台和计算实验证实了他们的发现Clarity in chaos新工具和新方法Kirchhausen说:“为了能够解决这个问题,我们需要了解当周围只有一两个分子时会发生什么”“我们在分析成千上万的开始之前就已经知道是否存在Kirchhausen实验室细胞生物学HMS研究员Emanuele Cocucci表示,人们普遍认为,强烈的相互作以一种高度有序和有针对性的方式“我不太确定这种情况我认为大多数的互动发生的事情相当薄弱所以这给了系统灵活性,“Kirchhausen说这个新的观点可能有助于研究人员在全球范围内思考如何找到一种可以阻断特定分子的药物,这种药物可能对特定疾病很重要。细胞内部混乱,系统中内置了多种微弱的相互作用和冗余,“不再明显的是,通过击中特定的分子,你将得到完美的解决方案,”Kirchhausen说你必须非常小心,特别是如果你有其他的可以进入并取代失败的组件“由美国国立卫生研究院支持的研究,葛兰素史克奖学金和瑞士国家科学基金会奖学金作者宣称他们没有竞争性的经济利益来源:杰克米勒,哈佛医学院图片:

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