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Nature:机体如何通过细胞骨架结构来实现糖酵解的机械调节?

来源:本站原创 2020-02-15 08:44

2020年2月15日 讯 /生物谷BIOON/ --近日,一项刊登在国际杂志Nature上题为“Mechanical regulation of glycolysis via cytoskeleton architecture”的研究报告中,来自德州大学西南医学中心等机构的科学家们通过研究揭示了机体通过细胞骨架结构来进行糖酵解的机械调节机制。

图片来源:wiki.eveuniversity.org

细胞微环境的特殊机制或能通过细胞骨架的重塑和肌动球蛋白的收缩来持续性地调节细胞的多项功能,包括细胞生长、存活、凋亡、分化和形态发生等功能。尽管所有上述功能都会消耗能量,但目前研究人员并不清楚是否以及细胞如何调节这些代谢活动从而来适应多种可变的机械信号。

这项研究中,研究人员通过研究发现,人类支气管上皮细胞从刚性底物向柔性底物的转移,或会通过速率限制代谢酶类磷酸果糖激酶(PFK)的蛋白酶体降解的方式来促进细胞糖酵解的下调。PFK的降解或许是由压力纤维的分解所诱发,该过程能释放TRIM21分子,即PFK靶向性E3泛素连接酶三结构域蛋白家族包含蛋白21(PFK-targeting E3 ubiquitin ligase tripartite motif (TRIM)-containing protein 21 (TRIM21))。

研究者表示,在不考虑改变环境机制的情况下,转化后的非小细胞肺癌细胞或许会保持较高的糖酵解率,从而就会通过下调TRIM21并将残留的TRIM21隔离在对机制硬度并不敏感的压力纤维亚群中,来保持细胞中PFK的表达程度。这项研究揭示了一种新型机制,即糖酵解会对肌动球蛋白的细胞骨架结构特征产生反应,从而促进细胞代谢与周围组织的机械特性相结合。

最后研究者表示,这些过程或能使正常细胞能在不同的微环境中调节细胞能量的产生,而细胞骨架对机械信号的耐受性也能够使癌细胞在肿瘤组织不断改变的情况下仍然保持较高的糖酵解率,后期研究人员还将继续深入研究来阐明其中的精细化分子机制。(生物谷Bioon.com)

原始出处:

Park, J.S., Burckhardt, C.J., Lazcano, R. et al. Mechanical regulation of glycolysis via cytoskeleton architecture. Nature (2020). doi:10.1038/s41586-020-1998-1

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