生物化學(xué)家關(guān)注使細(xì)胞能夠爬行的關(guān)鍵分子

生物化學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一個(gè)發(fā)現(xiàn)，揭示了一些分子機(jī)制，這些機(jī)制允許一些細(xì)胞，如免疫細(xì)胞，甚至人類(lèi)惡性癌細(xì)胞，在器官、皮膚或骨骼等組織中擺動(dòng)。

這項(xiàng)工作是在俄勒岡大學(xué)化學(xué)和生物化學(xué)系教授布拉德諾蘭的實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行的。這篇論文發(fā)表在2月13日的《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》上。

研究人員檢查了細(xì)胞中的纖維繩狀蛋白質(zhì)，稱(chēng)為肌動(dòng)蛋白，它生長(zhǎng)在樹(shù)枝上。當(dāng)肌動(dòng)蛋白分支生長(zhǎng)時(shí)，它們推動(dòng)細(xì)胞膜并產(chǎn)生臂狀突起。這些手臂可以把免疫細(xì)胞向前拉，這樣它就可以追逐外來(lái)入侵者，把它們包起來(lái)并吞下去。

Nolen和他的同事研究了肌動(dòng)蛋白相關(guān)復(fù)合物Arp2/3，這是肌動(dòng)蛋白分支所需的大量蛋白質(zhì)組合。當(dāng)Arp2/3位于肌動(dòng)蛋白上時(shí)，它將促進(jìn)該部位新分支的形成。

這個(gè)Arp2/3復(fù)合體對(duì)細(xì)胞運(yùn)動(dòng)非常重要——它可以移動(dòng)并執(zhí)行無(wú)數(shù)的任務(wù)——同時(shí)也啟動(dòng)了被稱(chēng)為肌動(dòng)蛋白細(xì)胞骨架的細(xì)絲網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，為細(xì)胞提供結(jié)構(gòu)支持。

研究人員在Arp2/3上發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)位點(diǎn)，其中一個(gè)被一種蛋白質(zhì)激活。這種激活蛋白存在于細(xì)胞膜中，可以感知細(xì)胞何時(shí)需要爬行或吞咽外來(lái)物質(zhì)。然后觸摸Arp2/3，觸發(fā)細(xì)胞內(nèi)的分支反應(yīng)。

為了找到活化蛋白與Arp2/3相遇的確切位置，研究團(tuán)隊(duì)從細(xì)胞中提取Arp2/3和活化蛋白，將其混合在一起，并使用特殊方法在接觸位置對(duì)兩種蛋白進(jìn)行化學(xué)標(biāo)記。該團(tuán)隊(duì)與華盛頓大學(xué)的研究人員合作，使用一種叫做質(zhì)譜的技術(shù)來(lái)對(duì)這些標(biāo)記的位置進(jìn)行分類(lèi)。

“我們的發(fā)現(xiàn)令人興奮，因?yàn)榇_切知道激活蛋白是如何與Arp2/3復(fù)合物結(jié)合的，是知道它如何開(kāi)啟分支活性的第一步，”Nolen說(shuō)。

研究人員表示，了解這種分支活性如何在惡性細(xì)胞中發(fā)揮作用，可能適合開(kāi)發(fā)治療癌癥的新藥。在某些疾病狀態(tài)下，包括艾滋病毒和癌癥病毒感染，細(xì)胞可能會(huì)失去對(duì)肌動(dòng)蛋白細(xì)胞骨架的控制。

例如，Nolen說(shuō)，一種阻斷激活蛋白接觸Arp2/3位點(diǎn)的藥物將阻斷肌動(dòng)蛋白分支。這樣可以防止腫瘤細(xì)胞爬行或轉(zhuǎn)移。

制藥公司使用類(lèi)似的方法開(kāi)發(fā)紫杉醇，一種對(duì)抗另一種叫做微管蛋白的絲狀蛋白的抗癌藥物。諾蘭和他的同事說(shuō)，他們的研究結(jié)果可能最終會(huì)通過(guò)擴(kuò)大抗病藥物的庫(kù)來(lái)改善人類(lèi)健康。

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