stringtranslate.com

Филоподии

На этой электронной микрофотографии показаны увеличенные филоподии булавовидной формы, индуцированные формином mDia2 в культивируемых клетках. Эти филоподии заполнены связанными актиновыми нитями , которые рождаются и сходятся из ламеллиподиальной сети .

Филоподии ( sg.: filopodium ) представляют собой тонкие цитоплазматические выступы , которые выходят за передний край ламеллиподий в мигрирующих клетках . [1] Внутри ламеллиподия актиновые ребра известны как микрошипы , а когда они выходят за пределы ламеллиподий, они называются филоподиями. [2] Они содержат микрофиламенты (также называемые актиновыми нитями), сшитые в пучки белками, связывающими актин, [3] такими как фасцин и фимбрин . [4] Филоподии образуют очаговые спайки с субстратом, связывая их с поверхностью клетки. [5] Многие типы мигрирующих клеток имеют филоподии, которые, как полагают, участвуют как в ощущении хемотропных сигналов, так и в результирующих изменениях в направленном передвижении.

Активация семейства Rho GTPases , особенно Cdc42 и их нижестоящих промежуточных продуктов, приводит к полимеризации актиновых волокон с помощью белков, гомологичных Ena/Vasp . [6] Факторы роста связываются с рецепторными тирозинкиназами, что приводит к полимеризации актиновых нитей , которые при сшивании образуют опорные элементы цитоскелета филоподий. Активность Rho также приводит к активации путем фосфорилирования белков семейства эзрин-моэзин-радиксин, которые связывают актиновые филаменты с мембраной филоподий. [6]

Филоподии играют роль в чувствительности, миграции, росте нейритов и межклеточном взаимодействии. [1] [ необходимо дальнейшее объяснение ] Чтобы закрыть рану у позвоночных, факторы роста стимулируют образование филоподий в фибробластах , чтобы направить миграцию фибробластов и закрытие раны . [7] В макрофагах филоподии действуют как фагоцитарные щупальца, притягивая связанные объекты к клетке для фагоцитоза . [8]

При инфекциях

Филоподии также используются для перемещения бактерий между клетками, чтобы уклониться от иммунной системы хозяина. Внутриклеточные бактерии Ehrlichia транспортируются между клетками через филоподии клетки-хозяина, индуцированные возбудителем на начальных стадиях инфекции. [9] Филоподии представляют собой первоначальный контакт клеток пигментного эпителия сетчатки (ПЭС) человека с элементарными тельцами Chlamydia trachomatis , бактерии, вызывающей хламидиоз. [10]

Было показано, что вирусы транспортируются по филоподиям к телу клетки, что приводит к инфицированию клетки. [11] Также был описан направленный транспорт связанного с рецептором эпидермального фактора роста (EGF) вдоль филоподий, что подтверждает предполагаемую сенсорную функцию филоподий. [12]

SARS-CoV-2 , штамм коронавируса, ответственный за COVID-19 , производит филоподии в инфицированных клетках. [13]

В клетках головного мозга

В развивающихся нейронах филоподии отходят от конуса роста на переднем крае. В нейронах, лишенных филоподий в результате частичного ингибирования полимеризации актиновых филаментов , удлинение конуса роста продолжается как обычно, но направление роста нарушено и крайне нерегулярно. [7] Филоподии-подобные проекции также связаны с созданием дендритов , когда в мозге формируются новые синапсы . [14] [15]

Исследование с использованием белковой визуализации взрослых мышей показало, что филоподии в исследованных регионах были на порядок более многочисленными, чем считалось ранее, и составляли около 30% всех дендритных выступов . На их концах они содержат « молчащие синапсы », которые неактивны до тех пор, пока не задействованы в рамках нейронной пластичности и гибкого обучения или памяти . Раньше считалось, что они присутствуют в основном в развивающемся предвзрослом мозге и со временем отмирают. [16] [17] [ нужны дополнительные пояснения ]

Рекомендации

  1. ^ аб Маттила ПК, Лаппалайнен П (июнь 2008 г.). «Филоподии: молекулярная архитектура и клеточные функции». Обзоры природы. Молекулярно-клеточная биология . 9 (6): 446–454. дои : 10.1038/nrm2406. PMID  18464790. S2CID  33533182.
  2. ^ Маленькое СП, Stradal T, Vignal E, Rottner K (март 2002 г.). «Ламелиподий: где начинается подвижность». Тенденции в клеточной биологии . 12 (3): 112–120. дои : 10.1016/S0962-8924(01)02237-1. ПМИД  11859023.
  3. ^ Хурана С., Джордж С.П. (сентябрь 2011 г.). «Роль белков, связывающих актин, в сборке филоподий в эпителиальных клетках». Адгезия и миграция клеток . 5 (5): 409–420. дои : 10.4161/cam.5.5.17644. ПМК 3218608 . ПМИД  21975550. 
  4. ^ Ханейн Д., Мацудайра П., ДеРозье DJ (октябрь 1997 г.). «Доказательства конформационного изменения актина, вызванного связыванием фибрина (N375)». Журнал клеточной биологии . 139 (2): 387–396. дои : 10.1083/jcb.139.2.387. ПМК 2139807 . ПМИД  9334343. 
  5. ^ Лодиш Х., Берк А., Мацудайра П., Кайзер К.А., Кригер М., Скотт М.П., ​​Зипурски С.Л., Дарнелл Дж., ред. (2004). Молекулярно-клеточная биология (пятое изд.). WH Фриман и компания. стр. 821, 823.
  6. ^ ab Охта Ю, Сузуки Н, Накамура С, Хартвиг ​​Дж. Х., Штоссель Т. П. (март 1999 г.). «Маленькая ГТФаза RalA нацелена на филамин, вызывая филоподии». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 96 (5): 2122–2128. Бибкод : 1999PNAS...96.2122O. дои : 10.1073/pnas.96.5.2122 . ПМК 26747 . ПМИД  10051605. 
  7. ^ аб Бентли Д., Тороян-Раймонд А. (1986). «Дезориентированный поиск пути пионерскими конусами роста нейронов, лишенными филоподий в результате обработки цитохалазином». Природа . 323 (6090): 712–715. Бибкод : 1986Natur.323..712B. дои : 10.1038/323712a0. PMID  3773996. S2CID  4371667.
  8. ^ Кресс Х, Стельцер Э.Х., Хольцер Д., Басс Ф., Гриффитс Г., Рорбах А. (июль 2007 г.). «Филоподии действуют как фагоцитарные щупальца и тянут дискретными шагами и со скоростью, зависящей от нагрузки». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 104 (28): 11633–11638. Бибкод : 2007PNAS..10411633K. дои : 10.1073/pnas.0702449104 . ЧВК 1913848 . ПМИД  17620618. 
  9. ^ Томас С., Попов В.Л., Уокер Д.Х. (декабрь 2010 г.). «Механизмы выхода внутриклеточной бактерии Эрлихии». ПЛОС ОДИН . 5 (12): e15775. Бибкод : 2010PLoSO...515775T. дои : 10.1371/journal.pone.0015775 . ПМК 3004962 . ПМИД  21187937. 
  10. ^ Форд С., Нанс А., Букро Э., Хейворд Р.Д. (май 2018 г.). Уэлч, доктор медицины (ред.). «Хламидии используют филоподиальный захват и путь, подобный макропиноцитозу, для проникновения в клетку-хозяина». ПЛОС Патогены . 14 (5): e1007051. дои : 10.1371/journal.ppat.1007051 . ПМЦ 5955597 . ПМИД  29727463. 
  11. ^ Леманн М.Дж., Шерер Н.М., Маркс CB, Пайпарт М., Мотес В. (июль 2005 г.). «Передвижение вирусов по филоподиям, обусловленное актином и миозином, предшествует их проникновению в клетки». Журнал клеточной биологии . 170 (2): 317–325. дои : 10.1083/jcb.200503059. ПМК 2171413 . ПМИД  16027225. 
  12. ^ Лидке Д.С., Лидке К.А., Ригер Б., Джовин Т.М., Арндт-Йовин DJ (август 2005 г.). «Обращение к сигналам: филоподии чувствуют ЭФР и реагируют направленным ретроградным транспортом активированных рецепторов». Журнал клеточной биологии . 170 (4): 619–626. дои : 10.1083/jcb.200503140. ПМК 2171515 . ПМИД  16103229. 
  13. ^ Бухаду М., Мемон Д., Мейер Б., Уайт К.М., Резель В.В., Корреа Марреро М. и др. (август 2020 г.). «Глобальный ландшафт фосфорилирования инфекции SARS-CoV-2». Клетка . 182 (3): 685–712.e19. дои : 10.1016/j.cell.2020.06.034 . ПМК 7321036 . ПМИД  32645325. 
  14. ^ Бердсли Дж. (июнь 1999 г.). «Подключаемся». Научный американец . 280 (6): 24. Бибкод : 1999SciAm.280f..24B. doi : 10.1038/scientificamerican0699-24b (неактивен 22 февраля 2024 г.).{{cite journal}}: CS1 maint: DOI неактивен по состоянию на февраль 2024 г. ( ссылка )
  15. ^ Малетик-Саватич М, Малинов Р, Свобода К (март 1999 г.). «Быстрый дендритный морфогенез в дендритах гиппокампа CA1, индуцированный синаптической активностью». Наука . 283 (5409): 1923–1927. дои : 10.1126/science.283.5409.1923. ПМИД  10082466.
  16. ↑ Льореда, Клаудия Лопес (16 декабря 2022 г.). «Мозг взрослой мыши изобилует «тихими синапсами»» . Проверено 18 декабря 2022 г.
  17. ^ Вардалаки, Димитра; Чунг, Кванхун; Харнетт, Марк Т. (декабрь 2022 г.). «Филоподии являются структурным субстратом для молчащих синапсов в неокортексе взрослых» . Природа . 612 (7939): 323–327. Бибкод : 2022Natur.612..323V. дои : 10.1038/s41586-022-05483-6. ISSN  1476-4687. PMID  36450984. S2CID  254122483.
    • Пресс-релиз университета: Трафтон, Энн. «Тихие синапсы изобилуют во взрослом мозге». Массачусетский технологический институт (medicalxpress.com) . Проверено 18 декабря 2022 г.

Внешние ссылки