微管(microtubule)是蛋白一種細長的絲狀結(jié)構(gòu),很多細胞結(jié)構(gòu)例如細胞骨架、酶何紡錘絲、影響基因絲等構(gòu)成都需要微管。微管這些結(jié)構(gòu)并非靜態(tài),生長當(dāng)細胞發(fā)生運動、蛋白改變形狀等時,酶何它們會分解然后再建。影響微管的微管生長速度很快,這種高速生長對于細胞分裂和分化過程中細胞骨架重組至關(guān)重要。生長而細胞中微管生長速度受到Dis1/XMAP215蛋白族調(diào)控,蛋白其中的酶何XMAP215蛋白可以促進微管生長。
在1月11日出版的影響《細胞》(Cell)封面文章上,來自德國、微管美國和日本的生長一組科學(xué)家提出了一種單分子技術(shù),這種技術(shù)能直接觀察XMAP215-GFP與微管的動態(tài)相互作用,從而幫助研究人員尋找XMAP215如何實現(xiàn)微管加速生長。
研究中,科學(xué)家使用了一種熒光顯微方法觀察微管生長,為了消除背景中雜散熒光的影響,小組利用全內(nèi)反射熒光顯微技術(shù)(TIRF),從而使激發(fā)光被限制在蓋玻片附近很小的區(qū)域內(nèi)。
研究結(jié)果表明,XMAP215可以與微管蛋白結(jié)合成1:1的復(fù)合物,XMAP215存在于微管的正極(plus end),從而促進微管不斷生長。此外,實驗還表明,XMAP215可以與微管的正極生長端(growing plus end)和正極收縮端(shrinking plus end)同時結(jié)合,并隨著生長端而發(fā)生移動。除了促進微管的生長外,在某些情況下XMAP215也能導(dǎo)致逆反應(yīng)——微管收縮的發(fā)生。
以上結(jié)果表明,XMAP215是一種直接催化微管生長的聚合酶,它促進微管蛋白聚合物結(jié)合到微管正極生長端。同時,這種全新觀點也提供了利用其它細胞因子實現(xiàn)XMAP215調(diào)控的可能,例如,XTACC3蛋白可以激發(fā)XMAP215。此外,磷酸化過程也能改變XMAP215的諸多活性,并可能對XMAP215的結(jié)合微管蛋白的能力帶來影響。而XMAP215與形成素(formins)、肌動蛋白聚合酶之間的相似性也充分說明,前向尖端追蹤是激發(fā)細胞骨架聚合體生長的一種普遍機制。
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