跟踪肌,人体最大的蛋白质

使用新的高分辨率成像技术,争取民主变革运动的人员和他的同事们追踪肌,实时人体最大的蛋白质,它的整个生命周期。方法和结果可以提供新的见解肌肉发展以及治疗受损的肌肉和心脏疾病。

闪烁的灯光照亮了假期,马克斯·德尔布吕克分子医学中心的研究人员正在欢呼的红色和绿色灯一个完全不同的原因。通过色彩丰富的调查,一个团队跟踪肌小节的完整生命周期,人体最大的蛋白在肌肉组织中扮演着重要角色。观察肌从合成降解提供了新颖的洞察力观察的形成,主要的心脏和骨骼肌收缩的单位。

肌是如此大的分子,其分析提供了独特的挑战。团队在红色和绿色荧光标记蛋白的两端,使他们能够观察肌的肌肉细胞的精确运动源自鼠标的心,称为心肌细胞。

“心肌细胞是高度专业化的,不能一颤,”迈克尔说戈塔山口,争取民主变革运动的神经肌肉和心血管细胞生物学实验室负责人,牵头研究。“我们可以观察肌是由和插入到肌丝,一切仍在工作。它是美丽的。”

不只是一个漂亮的图片

获得的洞察力能够实时观察肌是显著的。肌一直被认为是观察的刚性骨架,基本功能段扩张和收缩的心脏和骨骼肌。事实证明,肌比此前认为的更加动态,戈塔山口说道。

心肌细胞似乎溶池肌传遍肌节,准备替换重复过程中蛋白质受损肌肉扩张和萎缩的分水岭。过度扩张的蛋白质是细胞的搬出去,然后退化。所有这一切发生在过去的几个小时,这听起来快,但实际上是更长的时间比其他任何sarcomeric蛋白质。

外的大量的肌肌节是惊喜,第一次看到由于新基因小鼠模型和成像技术,戈塔山口说道。另一个意想不到的发现是肌小节的多样性的分子,称为亚型,被观察到。更快的移动比缓慢移动的蛋白质很可能不同的亚型。

“这是一个看肌节的真实生活,“戈塔山口说道。“我们可以理解的形成和重塑肌丝结构,与人类疾病和发展之间的关系。”

潜在的应用

荧光探针可以帮助研究人员研究肌肉运动后重建自己,或者心脏肌肉如何改造后心脏病发作。他们可能也有助于更好地理解心脏病在其他sarcomeric蛋白质与基因突变有关,Franziska鲁道夫说,这篇论文的第一作者。

“这是惊人的,遵循内源性肌变体实时从开始到结束,”鲁道夫说。“很多实验是可能与这些小鼠模型和不同成像技术。”

例如,这项技术可能被用于追踪植入细胞看到他们是如何结合本地肌肉纤维,如果他们正确地与他们的新邻居工作作为一个单元。这样的见解可能显示如果细胞疗法是有效的。

验证新的工具和建立方法图像分析是一个挑战,需要与同事协作MDC的柏林医学系统生物学研究所,哥廷根大学医学中心和亚利桑那大学。团队努力显示荧光蛋白质,基因生成,没有副作用肌肉或肌发育和功能。

争取民主变革运动的研究人员正在继续调查采用了新的工具,包括骨骼肌如何应对运动。

参考

鲁道夫等。(2019)解决肌小节的生命周期和空间组织在小鼠心肌细胞的蛋白质周转。PNAS。DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1904385116

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