斯坦福生物X科学家识别细胞弹性,这使神经保持有弹性
斯坦福大学的研究人员已经确定了神经如何承受弯曲关节和移动组织的磨损的秘诀。
制作拳头,怜悯你手中的神经细胞。有些人在手指外面伸展拉紧,其他人在你的手掌中被挤压。尽管如此,他们仍然继续完成工作,发送信号以检测触摸或疼痛,并控制肌肉,以释放拳头或紧握它更紧密的拳头。
问题是如何。
如果神经就像软盘串,恒定的弯曲和拉伸可能会损坏它们的微妙膜,并防止它们向脊髓发送信号。
当他开始研究一些微小的蛔虫时,迈克尔·克里格思考了这个神经恢复力的问题。
蠕虫在称为光谱蛋白的蛋白质中具有突变,并且已知光谱已经被众所周知,在红细胞表面下形成弹性格子,以帮助它们弯曲和弯曲,因为它们遍历循环系统。
Krieg想知道:如果光谱有助于为血细胞提供灵活性,它也可能有助于神经阻碍他们日常生活的推动吗?
答案似乎是肯定的,据2013年2月23日在自然细胞生物学上发布。
弱神经
Krieg是Miriam Goodman实验室的博士后研究员,他研究了感觉触摸的神经元,以及对细胞物理性质感兴趣的神经元。桥接这些实验室,Krieg开始研究感觉触摸的神经的物理性质,特别是光谱在保持那些神经稳定并能够传输信号的作用。
古德曼首次记得Krieg展示了她突变和屈曲神经的蠕虫。“他打电话给我看看蠕虫,我说,是的,这不正常。”古德曼是斯坦福医学院的分子和细胞生理学副教授。
Alex Dunn是化学工程助理教授的,并将这些蠕虫的神经作比旧袜子。“当我们看着弯腰时,我们意识到这看起来很像旧袜子。它看起来松动而软。我们认为也许发生了什么是光谱表现得像弹性一样。“
当其他研究人员以前与缺乏移动能力的另一个突变蠕虫混合这种软盘突变体时,神经仍然完好无损地进入蠕虫的晚年。在不刮伤和拉入固定蠕虫,光谱缺乏显然不是问题。如果蠕虫仍然持有,他们的神经会有较少需要有弹性。但是,他们没有,因此,显然,需要光谱。
有些提示,人们可能是真实的 - 一些运动障碍似乎是由光谱突变引起的,并且光谱蛋白在蠕虫和人物中非常相似。
传感触摸
古德曼的专业知识是感觉触摸的神经。她长期以来一直想知道在神经中检测到压力的内容,并将该信号传递给神经膜中的毛孔。一旦打开,那些被称为离子通道的毛孔,然后将信号送到脊髓和大脑上的脊髓。
“那些渠道如何激活是我对理解感兴趣的东西,”Goodman说。“我们开始怀疑光谱蛋白也在传递触摸携带的机械能中发挥作用。”
要找到出来,Krieg触及了实验室里的蠕虫,看看他们做了什么。通常,蛔虫在侧面轻微触摸时蠕动。具有光谱突变的蠕虫约为注意到感觉的一半。
所有这一切似乎都可以加到两件事。首先,光谱可能是神经细胞表面下的一种弹性网,以允许神经弯曲和弯曲并仍然发送信号。其次,在感测触摸的神经中,光谱矩阵可能有助于将触摸传递到离子通道。
创造紧张
Krieg继续完成旅游的实验力,最终表明光谱矩阵似乎以张力保持稳定的状态持有神经。邓恩回到袜子。“如果你想象袜子并将它拉过它的休息长度,它就是直的。当你释放它时,它仍然是直的。但是,当弹性松动时,袜子并没有保持其形状。“
Krieg的一个实验表明,在光谱矩阵中表现出这种紧张的张力来自幸福的巧合。
在Krieg加入他们的实验室之前,Dunn和Goodman认为开发用于在细胞内学习力量的工具会有所帮助。他们通过斯坦福Bio-X进行资金来创建一个弹性荧光蛋白片段,它们可以插入细胞内的其他蛋白质中。如果延伸该蛋白质,则它们的碎片在荧光下发出青色。当蛋白质没有拉伸时,蛋白质片段将呈黄色。
Krieg通过将弹性片段插入正常蠕虫的光谱来利用这种技术。当他看着触感敏感的神经时,他发现碎片比黄色更加深入,表明光谱在那些神经中伸展,就像邓恩的弹性被拉伸的袜子一样。
事实上,他们的春天是如此敏感,他们可以通过光谱网络估计在它上放置的力量:约2个照片。
要把这个透视,苹果的力量在尺度上推下的是1牛顿。因此,苹果叠加到1,000,000,000,000件,并且只有两个碎片中的两个碎片的力量是关于这些神经中光谱产生的力量。这不足以抱着袜子,肯定,但它实际上与细胞内的其他类型的力和电机相当。
Krieg在感觉触摸的神经中做了这项工作,但是说他发现的东西可能适用于所有神经类型。“我们认为我们的结果具有概括效果并适用于其他神经元。它不是触摸受体的独特财产。“
科学家们现在希望学习Spectrin创造了具有其他类型神经绷紧的弹性,在传输触摸中发挥的作用,以及低蠕虫的这种发现广泛应用于其他动物,以及我们自己的受虐神经。
出版物:Michael Krieg,亚历山大R. Dunn&Miriam B. Goodman,“机械控制 - 光谱触摸感”,自然β细胞生物学,2014; DOI:10.1038 / NCB2915
图像:venimo / shutterstock.com.
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