生長停滯特異的7種蛋白質(zhì)使細胞得以進食

沒有手或腳，單個人體細胞幾乎無法保護自己免受細菌或病毒等周圍威脅的侵害。通過這種方式，細胞膜的發(fā)展遠遠超過了將細胞內(nèi)容物保留在內(nèi)部而將其他所有物質(zhì)保留在外部的壁。通過動態(tài)改變其形狀，膜可以使細胞清除廢物并攻擊附近的威脅。現(xiàn)在，日本科學家報告說，將蛋白質(zhì)生長抑制特異性7(GAS7)組裝成二維薄片對于第二個過程至關重要。

吞噬作用描述了一種普遍的機制，細胞通過該機制消耗外部的碎片。的細胞膜會變形而成為被稱為吞噬杯周圍附近的碎片迅速包裝的曲率。一旦被完全吞噬，碎片將被傳遞到處理它的特定細胞器中。免疫細胞(例如巨噬細胞)使用此過程消耗并破壞受感染或癌細胞。

GAS7在許多細胞類型中都有表達，但其在膜變形中的功能僅得到部分了解。

奈良科學技術學院教授Shiro Suetsugu解釋說：“ GAS7在巨噬細胞中表達，并且巨噬細胞高度依賴吞噬作用，但我們不知道GAS7在這些細胞中的功能。”

即使巨噬細胞的寬度只有20微米左右，吞噬杯本身的尺寸也只有微米。換句話說，吞噬作用所需的膜變形使細胞像蛇一樣，移開其下巴，吃掉了像老鼠一樣小的東西或像母牛一樣大的東西。

研究表明，GAS7的存在可以標記巨噬細胞膜上的哪些部位會變形為吞噬杯。通過將巨噬細胞暴露于酵母聚糖(科學家們用來模擬微生物的一種葡聚糖)中，研究人員發(fā)現(xiàn)GAS7以及其他各種指示吞噬作用開始積累的分子。

Suetsugu特別感興趣的是GAS7中的特定區(qū)域，即Bin-Amphiphysin-Rvs167或BAR域。BAR結構域有幾種類型，它們負責蛋白質(zhì)彎曲細胞膜的能力。晶體結構揭示了GAS7 BAR域的獨特形態(tài)，即F-BAR域，在其表面上有小突起。

“這些結構域形成了具有平坦表面的絲狀低聚物。由于兩個GAS7特定的環(huán)，這些低聚物具有不對稱性，因此一側(cè)比另一側(cè)帶正電。我們認為帶正電的一側(cè)可能是膜結合表面， ” Suetsugu說。

這些環(huán)中的突變體損害了酵母聚糖的巨噬細胞吞噬作用。

Suetsugu繼續(xù)說：“我們的發(fā)現(xiàn)表明，GAS7的低聚和膜結合對于吞噬杯的形成至關重要。”

GAS7只是進化為支持吞噬作用的許多但必不可少的蛋白質(zhì)之一。闡明參與這種普遍機制的許多蛋白質(zhì)的作用不僅可以解釋膜的動力學，還可以解釋細胞如何cells壯成長并因此成長為多細胞生物。

Suetsugu說：“進一步的分析將闡明GAS7寡聚體如何與其他蛋白質(zhì)協(xié)同調(diào)節(jié)吞噬作用中的膜變形。”