Devel Cell：高分辨率研究揭示细胞是如何摄食的？

2021年12月31日 讯 /生物谷BIOON/ --将一块平坦的膜雕刻成为一个内吞囊泡需要在细胞表面产生曲率，而这是细胞内吞机制的主要功能。近日，一篇发表在国际杂志Developmental Cell上题为“De novo endocytic clathrin coats develop curvature at early stages of their formation”的研究报告中，来自俄亥俄州立大学等机构的科学家们通过研究揭示了细胞膜是如何弯曲形成“口”状结构的，这些结构就能促进细胞吞噬其周围的物质。

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研究者Comert Kural教授说道，就好像我们的饮食习惯基本塑造了机体中的任何东西一样，细胞“吃”的方式对细胞的健康也至关重要；如今科学家们才明白这是如何发生的。文章中，研究者发现，一个细胞的细胞间机器或能组装成为一个高度弯曲的篮子样结构，最终生长成为一个封闭的笼子，此前科学家们认为这种结构开始时或许是一个平坦的晶格。膜的弯曲度很重要，其能控制将物质送入和带出的细胞“口袋”结构的形成，这些口袋结构能捕捉细胞周围的物质，并在细胞外物质周围形成，然后转变为囊泡结构（仅有红细胞大脑的百万分之一），囊泡能将对细胞健康重要的物质（比如蛋白质）带入到细胞中，但其也能被感染细胞的病原体所劫持。

但这种口袋结构是如何从以前被认为是平坦形状的膜上所形成的，这个问题一直困扰了科学家们长达40年的时间，研究者Kural说道，这或许是细胞研究中的一个争议，而我们能使用超分辨率荧光成像技术来准确观察这些口袋结构是如何在活体细胞中形成的，因此我们也能够回答其是如何形成的等相关问题。简单来讲，与此前研究相比，研究人员制作了细胞的高分辨率“电影”而不是拍摄快照；实验研究结果显示，蛋白质支架一旦被招募到囊泡形成的位点，其就开始让底层膜变形了。

图片来源：https://www.cell.com/developmental-cell/fulltext/S1534-5807(21)00850-9?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS1534580721008509%3Fshowall%3Dtrue

这或许与之前研究人员的假设形成了比对，即细胞的蛋白支架必须经过能量密集型的重组才能使得膜变弯曲。细胞消耗和排出囊泡的方式在生物体机体中扮演着非常关键的作用，这一过程有助于从血液中清除胆固醇，同时其还能传递神经信号，众所周知，这一过程在多种疾病中都会发生破坏，包括癌症和阿尔兹海默病等。Kural说道，理解膜结合囊泡的起源和动态学变化非常重要，其或能被用来运输药物以达到医学治疗的目的，但同时也会被诸如病毒等病原体劫持来进入并感染细胞；本文研究结果非常重要，不仅对于科学家们理解生命的基本原理，而且对于开发新型的治疗性策略至关重要。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

Nathan M. Willy，Joshua P. Ferguson，Ata Akatay, et al. De novo endocytic clathrin coats develop curvature at early stages of their formation, Developmental Cell (2021). DOI:10.1016/j.devcel.2021.10.019