會跳的細(xì)胞膜 - 分子醫(yī)學(xué)研究所陳良怡研究組Dev Cell雜志發(fā)表胞吐-胞吞耦聯(lián)新機(jī)制閱讀次數(shù)：
2015年10月1日, 北京大學(xué)分子醫(yī)學(xué)研究所陳良怡研究組在《Developmental Cell》雜志在線發(fā)表題為“Diacylglycerol Guides the Hopping of Clathrin-Coated Pits along Microtubules for Exo-Endocytosis Coupling” 的研究成果。袁天一等人運(yùn)用超高Z軸分辨率活細(xì)胞熒光成像技術(shù)，結(jié)合自動圖像分析算法和電生理膜電容記錄等方法，研究發(fā)現(xiàn)胰島素分泌細(xì)胞存在新的胞吐胞吞耦聯(lián)機(jī)制。(http://dx.doi.org/10.1016/j.devcel.2015.09.004)。
網(wǎng)格蛋白(Clathrin)介導(dǎo)的胞吞(CME)廣泛存在于可興奮與非可興奮細(xì)胞中，進(jìn)化上保守，具有重要功能。在非可興奮細(xì)胞中，CME是一個慢速、組成型胞吞，在細(xì)胞質(zhì)膜的不同位置隨機(jī)發(fā)生；在可興奮細(xì)胞中，與調(diào)節(jié)型胞吐耦聯(lián)發(fā)生的CME速度很快，且發(fā)生在分泌位點(diǎn)附近。進(jìn)化上保守的慢速CME過程是如何在神經(jīng)和內(nèi)分泌細(xì)胞上被加快，并且在空間上與調(diào)節(jié)型胞吐耦聯(lián)在一起，是細(xì)胞生物學(xué)領(lǐng)域的一個基礎(chǔ)問題。
袁天一等人發(fā)現(xiàn)胰島素分泌細(xì)胞的細(xì)胞膜胞吐位點(diǎn)附近存在預(yù)先形成的網(wǎng)格蛋白包裹小窩，在囊泡分泌后迅速運(yùn)動到胞吐位置，然后被吞入。他們進(jìn)一步證明這種可以運(yùn)動的網(wǎng)格蛋白包裹小窩是沿著細(xì)胞膜下的微管纖維運(yùn)動到胞吐的位置的。應(yīng)用成像手段，他們觀察到分泌發(fā)生時，具有負(fù)曲率的二酰基甘油(diaglycerol, DAG)在胞吐位置發(fā)生瞬時富集，減少局部膜張力，從而促進(jìn)網(wǎng)格蛋白包裹小窩向胞吐位置移動。文章最后還證明，在抑制CME的情況下，多次去極化刺激導(dǎo)致的囊泡分泌受到明顯抑制，胞吞回收囊泡膜蛋白的過程也受到顯著的抑制，從而闡明了與調(diào)節(jié)型胞吐耦聯(lián)的CME的重要生理功能。該工作所揭示的在細(xì)胞膜上運(yùn)動的網(wǎng)格蛋白包裹小窩介導(dǎo)與調(diào)節(jié)型胞吐耦聯(lián)的CME的機(jī)制，與傳統(tǒng)細(xì)胞生物學(xué)所認(rèn)為的網(wǎng)格蛋白包裹小窩在細(xì)胞質(zhì)膜的位置是固定不動的理論截然不同。為此，同一期《Developmental Cell》雜志專門發(fā)表了題為 “Hopping Pits Catch Fusing Granules（跳躍的小窩抓住融合的胰島素囊泡）”的評述文章來強(qiáng)調(diào)介紹這一發(fā)現(xiàn)，并評價其“提供了分泌型細(xì)胞內(nèi)胞吐和胞吞如何精確耦聯(lián)的令人吃驚的重要機(jī)制”。
北京大學(xué)分子醫(yī)學(xué)研究所陳良怡研究員和劉彥梅副研究員是該論文的共同通訊作者。北京大學(xué)分子醫(yī)學(xué)研究所博士生袁天一、柳林、維力斯及中科院生物物理研究所張永登，為文章共同第一作者。北京大學(xué)分子醫(yī)學(xué)研究所博士生趙世群、鄭曉璐、黃小帥等人參與了此項研究。該研究獲得了國家自然科學(xué)基金、科技部973項目、國家科技支撐計劃、北京市自然科學(xué)基金和膜生物學(xué)國家重點(diǎn)實驗室的支持。
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