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PNAS:高级显微技术首次揭示肌肉的内在工作机制

来源:本站原创 2017-08-25 12:33

2017年8月25日 讯 /生物谷BIOON/ --肌肉失活是一类十分普遍的现象,它小到简单的锻炼后的肌肉紧张,或严重到心脏衰竭或肌肉萎缩。最近,研究者们开发出一项新的技术能够观察到肌小节(组成骨骼肌以及心肌的基本结构)工作的机制。这一发现对于一系列有关肌肉失活相关机制的研究起到了推动性的作用。

肌小节是肌肉组织最小的单元结构,这些结构的直径是一根头发的几百分之一。肌肉收缩依赖于肌小节中的所有分子共同作用。此前研究已经表明肌肉的活动需要数百万肌小节共同工作,而一些肌小节的交流的紊乱则会导致机构功能的失活。然而,到目前为止我们还不清楚单独的某个肌小节的活动机制。


(图片来源: University of Michigan Medical School)

在这一发表在《PNAS》杂志上的文章中,作者利用微型针检测了肌小节活动产生的力,并且利用高级显微成像技术对单独的肌小节的活动进行了实时的观测。此外,作者还建立了数学模型分析其采集获得的数据。

每个十厘米的肌纤维中含有2000到25000个肌小节,它们缠结呈螺旋的形态。为了对肌小节进行观察,作者们首先分离了单个的肌原纤维,进而放大观察其中的单个肌小节。之后,作者通过利用不同浓度的钙离子进行刺激,观察肌小节的收缩以及检测其收缩时产生的力的大小。

作者发现健康的肌原纤维中所有单个肌小节都会与周围的肌小节进行互作。这一发现表明肌原纤维中的肌小节协同作用的内在机制,其对于理解肌肉收缩的分子机制具有重要的意义。

下一步,作者希望对心脏衰竭以及其它肌肉紊乱疾病的病变组织进行分析,从而找到肌小节的功能紊乱对于疾病发生的影响。(生物谷Bioon.com)

资讯出处:New understanding of how muscles work

原始出处:Felipe de Souza Leite et al, Microfluidic perfusion shows intersarcomere dynamics within single skeletal muscle myofibrils, Proceedings of the National Academy of Sciences (2017). DOI: 10.1073/pnas.1700615114 

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