很多时候我们的细胞需要发生移动。细胞的移动是胚胎发育以及机体形成的基础。免疫细胞通过游动捕获入侵者，成纤维细胞迁移到伤口附近进行愈合。但并非所有运动都是有益的：当癌细胞获得转移能力时，肿瘤恶化即开始发生。此外，某些细菌和病毒可以利用细胞的运动机制侵入我们的身体。因此，了解细胞如何移动是学习如何停止或促进运动以改善人类健康的关键。
最近，来自Sanford Burnham Prebys医学发现研究所（SBP）和北卡罗来纳大学教堂山分校（UNC-Chapel Hill）的科学家们发现了一种致密，动态和无组织的肌动蛋白丝纳米支架通过响应分子信号而诱发形成，这是研究人员首次在分子水平上直观地观察到一种响应细胞信号而触发的结构。这一重要发现扩展了我们对细胞如何运动的理解。该研究发表在《PNAS》杂志上。
“细胞电子显微镜正在彻底改变我们对细胞内部运作的理解，”该论文的高级作者，SBP生物信息学和结构生物学项目教授Dorit Hanein博士说。 “这项技术使我们能够收集细胞区域的强大3D图像 - 类似于MRI，可以创建我们身体的详细图像。我们能够以自然状态显示细胞，从而显示出前所未有的肌动蛋白纳米 - 细胞内的构架。“
在这项研究中，科学家们使用SBP的低温电子显微镜（Titan Krios），人工智能（AI）和量身定制的计算和细胞成像方法，将小鼠成纤维细胞的纳米级图像与荧光Rac1（一种蛋白质）的时间标记光图像进行比较。图像显示了由短肌动蛋白杆组成的密集，无组织，类似支架的结构。这些结构在Rac1被激活的特定区域中出现，并在Rac1信号停止时迅速消散。这种动态支架与低Rac1激活区域中的各种其他肌动蛋白组件形成鲜明对比。
“我们感到惊讶的是，实验后的实验揭示了这些与Rac1活化相关的区域中未对齐，密集的棒状肌动蛋白的特点，”Niels Volkmann博士说。接下来，科学家们希望扩展该技术的应用范围，以便可视化更多响应其他分子信号而产生的骨架结构。
资讯出处：Powerful microscope captures first image of nanoscaffold that promotes cell movement
原始出处：Daniel J. Marston, Karen L. Anderson, Mark F. Swift, Marie Rougie, Christopher Page, Klaus M. Hahn, Niels Volkmann, Dorit Hanein. High Rac1 activity is functionally translated into cytosolic structures with unique nanoscale cytoskeletal architecture. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2019; 201808830 DOI: 10.1073/pnas.1808830116
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