清華大學(xué)俞立、孟安明及以色列特拉維夫大學(xué)Michael Kozlov團(tuán)隊(duì)合作揭示遷移體產(chǎn)生機(jī)制及其生理功能
2019年8月1日，清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院俞立課題組與清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院孟安明課題組以及以色列特拉維夫大學(xué)Michael Kozlov課題組合作在《自然-細(xì)胞生物學(xué)》(Nature Cell Biology)期刊以封面文章發(fā)表了題為“遷移體在斑馬魚(yú)原腸運(yùn)動(dòng)過(guò)程中提供區(qū)域信號(hào)調(diào)節(jié)器官形態(tài)發(fā)生”(Migrasomes provide regional cues for organ morphogenesis during zebrafish gastrulation)和“微米級(jí)四次跨膜蛋白結(jié)構(gòu)域的組裝調(diào)節(jié)遷移體的形成”(Migrasome formation is mediated by assembly of micron-scale tetraspanin macrodomains)的研究論文。首次揭示了遷移體的生理功能及其產(chǎn)生機(jī)制。
遷移體是近年由清華大學(xué)俞立實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)并命名的新型膜性細(xì)胞器。然而，關(guān)于遷移體是否是體內(nèi)真實(shí)存在的結(jié)構(gòu)？遷移體的生理功能是什么？遷移體的產(chǎn)生機(jī)制又是什么？等一系列問(wèn)題都尚不清楚。
俞立課題組和孟安明課題組合作研究發(fā)現(xiàn)，斑馬魚(yú)胚胎原腸運(yùn)動(dòng)時(shí)期會(huì)產(chǎn)生大量的遷移體，隨后遷移體在胚胎發(fā)育過(guò)程中會(huì)呈現(xiàn)特定的時(shí)空分布。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)遷移體中存在大量的信號(hào)因子，包括趨化因子、細(xì)胞因子和生長(zhǎng)因子等，這些信號(hào)因子會(huì)隨遷移體的分布形成局部區(qū)域信號(hào)中心，從而參與調(diào)控斑馬魚(yú)胚胎器官形態(tài)發(fā)生。該研究提供了全新的視角來(lái)更好地理解胚胎發(fā)育的過(guò)程，為胚胎發(fā)育的研究提供了新思路新策略。
那么，遷移體是如何產(chǎn)生的呢？清華大學(xué)俞立課題組與以色列特拉維夫大學(xué)Michael Kozlov課題組建立了深度合作，發(fā)現(xiàn)了Tspan4蛋白質(zhì)及膽固醇在遷移體形成過(guò)程中的充分必要性，并從生物物理角度提出了進(jìn)一步揭示遷移體形成的機(jī)制，并對(duì)此理論模型進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。最終，實(shí)現(xiàn)了遷移體型形成機(jī)制的初步解釋：由于細(xì)胞遷移引發(fā)了Tspan4蛋白質(zhì)及膽固醇在收縮絲上的局部高度富集，并因此增加了其所富集區(qū)域膜的彎曲剛度，從而實(shí)現(xiàn)了遷移體結(jié)構(gòu)的形成。該研究為遷移體的進(jìn)一步研究奠定了基礎(chǔ)，也為生物膜力學(xué)特性相關(guān)的研究打開(kāi)了新的視角。
哺乳動(dòng)物細(xì)胞中遷移體
清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院俞立教授和孟安明院士為“遷移體在斑馬魚(yú)原腸運(yùn)動(dòng)過(guò)程中提供區(qū)域信號(hào)調(diào)節(jié)器官形態(tài)發(fā)生”的共通訊作者，2014級(jí)直博生姜東和姜政為共同第一作者；清華大學(xué)俞立教授和以色列特拉維夫大學(xué)Michael Kozlov教授為“微米級(jí)四次跨膜蛋白結(jié)構(gòu)域的組裝調(diào)節(jié)遷移體的形成”共通訊作者，2013級(jí)博士生黃雨薇和2012級(jí)博士生張紹進(jìn)以及特拉維夫大學(xué)Ben Zucker為共同第一作者。
研究工作得到中華人民共和國(guó)科技部（2016YFA0500202 和 2017YFA0503404）以及國(guó)家自然科學(xué)基金委（31430053 和 31621063）的資助。
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