Регулирование сжатия трубыМногие фундаментальные процессы жизни полагаются на биологические структуры, известные как эпителиальные трубы. Эти трубы служат, чтобы транспортировать различные газы, жидкости и клетки вокруг тела.
С каждым дыханием, например, эпителиальные трубы транспортируют кислород в легкие. Наши кровеносные сосуды, почки и поджелудочная железа, грудные, слюнные и слезные железы, все по существу состоят из эпителиальных труб. Однако эти трубы – больше, чем просто биологическая внутренняя канализация. Вместо этого они – динамические структуры, которые должны противостоять внешним давлениям, чтобы предотвратить их опухоль или разрыв.
Внутренняя способность эпителиальных труб сжать помогает поддержать их целостность. Это сжатие следует из сокращаемости актомиозина, скоординированного движения нитей, сделанных из белка, известного как актин и моторный белок, известный как миозин.
Проблемы в эпителиальной сокращаемости трубы ответственны за астму, поднятое кровяное давление и желудочно-кишечные расстройства. Каждая из этих болезней поражает миллионы людей во всем мире, существенно затрагивая качество их жизни.Ученые MBI обнаружили механизм обратной связи, который регулирует эпителиальную сокращаемость трубы в живом организме, C. elegans червь нематоды.
C. elegans является гермафродитом и может поэтому воспроизвести самооплодотворением. В черве ‘ленточный конвейер’ неоплодотворенных яиц.
Во время овуляции единственное яйцо выпущено в структуру, известную как ‘сперматека’, которая является трубой, имеющей форму аккордеона, это предоставляет сперме помещение. После оплодотворения основанное на актомиозине сокращение трубы удаляет оплодотворенный эмбрион в матку. Этот цикл повторен приблизительно 150 раз всюду по целой жизни взрослого червя.Это сокращение подобно наблюдаемому в других эпителиальных трубах.
Общие черты принудили Научного руководителя MBI, Zaidel-бар Адъюнкт-профессора Ронена и аспиранта г-жу Тань Пэй И использовать сперматеку в качестве модели, чтобы изучить эпителиальное сокращение трубы. При этом новый механизм регулирования был определен, и белок, известный как SPV-1, который, как показывают, поддержал регулярные циклы сокращаемости актомиозина. В мутантах, испытывающих недостаток в функции SPV-1, гиперактивная сокращаемость была отмечена с эмбрионами, продвигаемыми от сперматеки преждевременно.Замечательно, это было взаимодействие между локализацией SPV-1 в клетке и формой клеточной мембраны, той сокращаемости трубы, которой управляют.
В пустой сперматеке SPV-1 был свойственен свернутым, замысловатым клеточным мембранам, где он действовал как контрольно-пропускной пункт белка, предотвращающий сокращаемость актомиозина. Однако, поскольку spermathecal клетки простирались после входа яйца, SPV-1, отделенный от выправляемой мембраны. С удаленным контрольно-пропускным пунктом произошла сокращаемость актомиозина, и оплодотворенный эмбрион был изгнан в матку.
Как только репродуктивный цикл был закончен, сперматека разрушилась, и SPV-1, повторно локализованный к свернутой мембране. Однако, когда SPV-1 был видоизменен, это осталось приложенным к мембране независимо от мембранного искривления. В этом случае актомиозин не сократился, приведя к накоплению многократных эмбрионов в сперматеке.
Это открытие подтвердило, что SPV-1 действительно mechanosensitive.Изящная система обратной связи, обнаруженная в этом исследовании, связывает регулирование сокращения к форме и функции эпителиальных труб через механическую и биохимическую передачу сигналов. Это может также представлять универсальный механизм, который регулирует сокращаемость в других эпителиальных трубах, включая найденных всюду по нашим телам.
Распространение этого механизма к нашим современным знаниям сокращаемости и понимание, как это регулирует человеческое эпителиальное сжатие трубы, могли привести к новому лечению болезней, таких как астма или сердечно-сосудистое заболевание.