介绍三胞苷,统治着我们的心灵

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Henk Granzier:“生物学家一直想知道是什么让(肌肉)如此精确地构造。”

虽然科学家们常常推测一个名为titin的蛋白质测量厚细丝 - 使肌肉合同的蛋白质 - 没有人能够提供证据支持他们的理论。

没有人,即,直到亚利桑那大学的研究人员的细胞和分子医学部队的研究人员就在案件上。在最近发表的一项研究中自然通讯,该团队提出了明确的证据,即零霉素作为肌肉厚灯丝的分子尺。

整个肌肉和身体,粗大的细丝有精确,均匀的长度。

该研究的资深作者、分子和细胞医学教授亨克·格兰齐尔(Henk Granzier)表示:“从功能和临床角度来说,精确地调节粗纤维非常重要,否则肌肉就不能很好地发挥功能。”“生物学家一直想知道,是什么让它们的结构如此精确。”

研究对于编码三蛋白蛋白的蓝图的基因中的某些突变,研究人员发现,当三肽缩短时,厚的长丝也是如此,导致肌肉削弱并扩张心肌病,导致心力衰竭的病症。

“我们通过基因工程改造了一只没有正常肌联素的老鼠,”格兰齐尔说,他是BIO5研究所的成员。“它有一段摘自丁丁的片段被删除了。既然肌素以某种方式参与调节粗丝,那么你可以预期,如果你使肌素变短,粗丝的长度也会改变。你瞧,这就是事实。”

典型的蛋白质由连链中的几百个氨基酸制成。虽然仍然是显微镜小的,与其他蛋白质相比,铁肽是巨大的。由30,000多个组成,取代蛋白质由超重复结构制成。三肽的氨基酸超重复就像在尺度上的蜱痕,测量厚灯丝的均匀部分。

通过改变TITIN的基因,Granzier的团队能够制作鼠标,其刺肽缺少几个超级重复。

结果小鼠表现出扩张型心肌病(DCM)的症状。这种情况会拉伸心脏的肌肉,阻止它有效地跳动。虽然心脏仍在收缩,但肌肉很弱,所以每次收缩只能使正常心脏泵出的血液的一小部分流动。

在人类中,DCM中最常见的原因是缩短蛋白质的三肽中的突变。DCM影响500人中1人,通常患者必须经历心脏移植以存活。了解条件的原因可以更好地进行武装研究人员,因为他们寻找新颖的方式打击它。

发现方法

“在科学中,如果你想做决定性的工作,你必须多种方式测试你的假设并获得一致的结果,”格兰泽尔说。这意味着必须深入研究转基因小鼠中检测到的任何异常。

在测试了老鼠的力量后,他的团队移除了感兴趣的肌肉,在他们控制的环境中检查它们,而不是在由老鼠复杂的生物系统控制的环境中。为了确定小鼠的差异是由肌动素引起的,我们在体外观察了肌肉组织,将它们从动物身上取出,并人为地刺激它们,以显示它们产生的力更小。在人体内,肌肉在钙激活时收缩;在显微镜下,用钙溶液淹没孤立的肌肉组织可以模拟这一激活过程。

使用超声波,该团队表明,工程师小鼠的心脏大于普通三肽的小鼠。下一步是调查这种扩大削弱心脏的削弱。

titin如何控制力量

Granzier说:“肌节是最小的肌肉单位,你可以挑出它,它仍然拥有肌肉的所有属性:力量的发展和缩短。”

在跨越整个肌肉的链中,SARCOMERES在链中连接到底端。正如一个强有力的链条由良好制作和均匀的链接制成,萨马雷健康和均匀性对肌肉力量至关重要。

每个肌节由三条丝组成:粗丝、细丝和肌素丝。驱动收缩的马达——肌凝蛋白——被固定在粗丝的精确位置,并将粗丝拉过细丝,形成。当粗丝和细丝以最佳长度重叠时,肌肉是最强壮的——大约2微米,或万分之一英寸。拉伸肌肉,纤维不能达到最佳重叠点,因此肌肉减弱。过度拉伸肌肉,纤维就完全不重叠;这块肌肉不能产生任何力量。

当突变曲线和短暂的时,所得到的缩短纤维不能达到最佳重叠点,并且肌肉不能施加太大的力。肌肉进一步削弱,因为较短的厚丝丝不能保持肌球蛋白电机的最佳数量。当厚灯丝短时,薄厚的长丝并不正常重叠也不会效应,也不会有效地收缩。

该项研究的主要作者、格拉齐尔实验室的科学研究者保拉·托尼诺和巴拉兹·基斯观察到在电子和超分辨率显微镜下的纤维。他们确定在工程鼠的肌肉中,不仅厚的长丝缩短,而且还通过精确,均匀长度缩短,所述长度对应于从三肽中除去的超重复尺寸。

“我们证明了肌动蛋白是厚度的调节器“格兰泽尔说,证实刺激决定了肌肉和健康的力量。

“你可能会说规则。”


进一步探索

肌肉疾病的触发

信息信息: 自然通讯

由...提供亚利桑那大学
引文(2017年11月14日)从//www.puressens.com/news/2017-11-titin-protein-hearts.html网站于2021年4月8日发布
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