Giannone, G. et al. Periodic lamellipodial contractions correlate with rearward actin waves. Cell116, 431–443 (2004) |
FURTHER READING Cameron, L. A. et al. Secrets of actin-based motility revealed by a bacterial pathogen. Nature Rev. Mol. Cell Biol.1, 110–119 (2000) | | | |
Small, J. V. et al. How do microtubules guide migrating cells? Nature Rev. Mol. Cell Biol.3, 957–964 (2002) | | | |
WEB SITES
См. также: lamellipodium (sing.) lamellipodia (extensions of the cell and cytoplasm)
Protrusive activity includes ruffling. The lead edge of the cell lifts up off the surface and may move backward a short distance before falling back down. This activity was first called ruffling because the appearance resembled the "ruffle" of a women's dress
Рис. | cortactin and Dyn2 are recruited to peripheral membrane ruffles and lamellipodia in response to motogenic growth factor stimulation.
Improved visualization of actin filament branching in lamellipodia. Electron microscopy of keratocyte or fibroblast lamellipodial actin network after CD treatment (0.2 µM, 30 min or 0.5 µM, 10 min) (a, b), 1 min recovery from serum starvation of a mouse fibroblast (c), LA treatment (0.2 µM, 10 min), or unprotected extraction (d). All examples demonstrate frequent branching of actin filaments. Bars, 0.1 µm; (b) and (d) are shown at the same magnification as (c).
The extension and contraction of muscles that enables us to run (or amble) for the bus has its equivalent in moving cells, which extend and retract sheet-like protrusions known as lamellipodia. As they report in Cell, Michael Sheetz and colleagues have found that, under some circumstances, the lamellipodia stretch out and contract — but do not fully retract — in remarkably regular, repeated cycles, which depend on the length of the lamellipodium. The authors also uncover some of the molecular basis for this rhythmic stretching and squeezing.
Мигрирующие клетки используют ламеллоподии, чтобы определять химическую природу и жесткость матричного субстрата, воспринимая эти локальные сигналы как указательные столбы для направления клеточного движения. Лемеллоподии 'выпускаются' с помощью субклеточной сети актиновых филамент.
Sheetz и др. попытались определить, как ригидность матрикса направляет выпячивания ламеллоподий и миграцию клетки. Они начали с использования общей internal reflection fluorescence microscopy, чтобы посмотреть область контакта между нагруженными краской мышиными эмбриональными фибробластами и стеклянным субстратом, который покрыт жёстким матричным компонентом фибронектином.
Они установили, что в клетках, которые выпускают ламеллоподии без филоподий (ните-подобные выпячивания, которые также часто ассоциируют с движением), контактная область сжата и растёт периодическим образом, это указывает на то, что ламеллоподии перемещаются посредством повторяющихся циклов растяжения и сжимания - каждый цикл длится примерно 24 сек. Прирост выпячивания в ходе каждого цикла составляет примерно 840 nm. Тестируя клетки на разных субстратах Sheetz и др. обнаружили, что такое периодическое поведение нуждается в жестком матриксе: очень мягкая поверхность не поддерживает его.
Использование лазерных подушек и кусочков, прикрепленных к краю лемелоподиума, авт. установили, что перерывы в выпячивании ламеллоподий управляются с помощью увеличения ретракции подлежащей актиновой сети (эта сеть постоянно втягивается в ламеллоподии, но во время выпячивания скорость полимеризации во фронте превосходит скорость ретракции). Sheetz и др. исследовали также роль интегринов - трансмембранных рецепторов для компонентов матрикса - с помощью изучения локализации integrin-β3 с прикрепленным к нему green fluorescent protein. Они нашли, что эти рецепторы образуют ряды периодическим способом, каждые 23 сек. или около того.
Итак, что же запускает возрастание скорости втягивания, которое лежит в основе контракции? Sheetz и др. предположили, что молекулы перемещаются рывком на втягивающихся актиновых филаментах, с фронта ламеллоподиума в тыл, передавая сигнал контракции, когда это идёт обратно. Авт. установили, что α-actinin и myosin-light-chain kinase (MLCK) транспортируются таким образом, достигая тыла ламеллоподиума примерно за 25 сек в нормальных ламелоподиях. Они предположили, что MLCK м. служить сигналом, запускающим контракцию, Т.к. ингибирование этого энзима существенно редуцирует продолжительность или даже элиминирует фазу extension-contraction.
Необходимо узнать, почему клетки ведут себя подобным образом на жёстком субстрате - Sheetz и др. предполагают, что, по-видимому, регулярные периоды контракции делают возможным локальное выпячивание края клетки, чтобы вызвать более сильное сжатие поверхности, делающее более значительным выпячивание в направлении жестких областей? М. ли направленное перемещение сигналов вдоль цитоскелетных филамент происходить и в др. контексте?
)
Improved visualization of actin filament branching in lamellipodia. Electron microscopy of keratocyte or fibroblast lamellipodial actin network after CD treatment (0.2 µM, 30 min or 0.5 µM, 10 min) (a, b), 1 min recovery from serum starvation of a mouse fibroblast (c), LA treatment (0.2 µM, 10 min), or unprotected extraction (d). All examples demonstrate frequent branching of actin filaments. Bars, 0.1 µm; (b) and (d) are shown at the same magnification as (c).