細胞運動是一個周期性的過程,其中包括運動方向前端細胞部分的「突出」和後端細胞部分的「收縮」。肌動蛋白纖維的多聚化驅動細胞向前「突出」,而這些纖維的空間組織情況則決定「突出」結構的性狀。比如,尖刺狀的絲狀偽足(filopodia)中包含長束狀的肌動蛋白纖維,而片狀的板狀偽足(lamellipodia)中包含分支狀的肌動蛋白纖維。在生化試驗中Arp2/3和Formin(形成素)分別能促進形成分支狀和單束的肌動蛋白纖維。
最近,歐美研究人員以mDia2(哺乳動物的一個形成素)為研究對象,通過RNA幹擾降低mDia2的表達,發現可以同時抑制絲狀偽足和板狀偽足的形成;而通過持續表達△GBD-mDia2蛋白,可以導致長束狀的肌動蛋白纖維在板狀偽足中形成並維持板狀偽足的性狀。同樣,過多的△GBD-mDia2也可以促進絲狀偽足的形成。光學顯微鏡和電鏡觀察發現,△GBD-mDia2首先被募集到板狀偽足中並在此誘導產生長的、非分支性的肌動蛋白束,通過逐漸聚集這些存在在於板狀偽足中的蛋白纖維並成為束狀,最終使細胞的「突出」部分成為絲狀偽足。
此研究揭示了不同結構的肌動蛋白纖維之間的密切聯繫和它們形成過程中的分子機制,以及Formin在此機制中的關鍵作用。這也將為解釋細胞運動提供了很好的參考。
相關論文發表在《公共科學圖書館:生物學》(PLoS Biology)上。(杜亮/編譯)
(《公共科學圖書館:生物學》(PLoS Biology),doi:10.1371/journal.pbio.0050317,Changsong Yang,Tatyana Svitkina)