Формирование крышки - Cap formation

Когда молекулы на поверхности клетки находятся сшитый, они перемещаются к одному концу ячейки, образуя «колпачок». Это явление, процесс которого называется формирование шапки, был открыт в 1971 г. лимфоциты[1] и является собственностью амебы и все двигательные клетки животных, кроме спермы. Сшивание легче всего осуществить, используя поливалентное антитело на поверхность антиген на ячейку. Формирование крышки можно визуализировать, прикрепив флуорофор, Такие как флуоресцеин, к антителу.

Шаги

  1. Антитело связывается с клеткой. Если антитело не сшивает (например, Fab фрагмент антитела) связанное антитело распределено равномерно. Это можно сделать при 0 ° C, комнатной температуре или 37 ° C.
  2. Если антитело сшивается и связывается с клетками при 0 ° C, распределение антител имеет неоднородный вид. Эти «пятна» представляют собой двумерные осадки комплекса антиген-антитело и полностью аналогичны трехмерным осадкам, которые образуются в растворе.
  3. Если клетки с участками нагреваются, участки перемещаются к одному концу клетки, образуя колпачок. В лимфоцитах этот процесс занимает около 5 минут. Если проводится на клетках, прикрепленных к субстрату, крышка образуется в задней части движущейся клетки.

Покрытие происходит только на подвижных клетках и поэтому считается, что оно отражает внутреннее свойство движения клеток. Это энергетически зависимый процесс, и в лимфоцитах он частично подавляется цитохалазин B (что нарушает микрофиламенты ) но не зависит от колхицин (что нарушает микротрубочки ). Однако комбинация этих препаратов устраняет укупорку. Ключевой особенностью кэппинга является то, что только те молекулы, которые являются сшитыми, кэпируются: другие - нет.

Формирование шапки теперь рассматривается как тесно связанное с экспериментами с углеродными частицами Аберкромби.[2] В этом случае сканирование фибробласты проводили в среде, содержащей мелкие (размером ~ 1 мкм) частицы углерода. Иногда эти частицы прикреплялись к переднему переднему краю этих клеток: когда они это делали, наблюдали, как частицы перемещались назад по дорсальной поверхности клетки. Они сделали это примерно по прямой линии, при этом частица изначально оставалась неподвижной по отношению к субстрату. Клетка, казалось, просачивалась под частицу. Принимая во внимание то, что мы знаем о покрытии, это явление теперь интерпретируется следующим образом: частица предположительно прилипает ко многим поверхностным молекулам, сшивая их и образуя пятно. Как и в случае покрытия, частица движется к задней части клетки.

Предлагаемые механизмы

"Поток"

Аберкромби считал, что частица углерода является маркером на поверхности клетки, и ее поведение отражает то, что делает поверхность. Это привело его к предположению, что по мере движения клетки мембрана из внутренних хранилищ добавляется к передней части клетки, что позволяет клетке выдвигаться вперед, и извлекается к задней части клетки. Этот процесс экзоцитоз в передней части камеры и эндоцитоз в другом месте был изменен Bretscher.[3][4][5] Он и Хопкинс[6] показали, что специфическая мембрана эндоцитозированный покрытыми ямами на подвижных клетках возвращается экзоцитоз к поверхности ячейки на переднем крае. Пространственное различие между участками экзоцитоза (спереди) и эндоцитоза (повсюду на поверхности) приводит к потоку матрикса плазматической мембраны - липидов - от передней части к задней. Большие объекты, такие как пятна, будут уноситься вместе с этим потоком, в то время как несшитые маленькие молекулы смогут диффундировать за счет Броуновское движение против течения и, таким образом, избегайте сметания назад. Следовательно, в этой теории, необходимость сшивания. Бретшер предположил, что экзоцитоз неподвижных клеток является случайным и, следовательно, является основным различием между подвижными и неподвижными клетками.

«Цитоскелет»

Альтернативная точка зрения состоит в том, что пластыри перемещаются к задней части ячейки путем прямого прикрепления к ней. актин цитоскелет.[7] Молекулярный механизм того, как это могло быть достигнуто, неясен, поскольку, когда гликолипиды или GPI-связанные белки (во внешнем монослое поверхностного бислоя клетки) сшиваются, они покрываются, как любой поверхностный белок. Поскольку эти молекулы сами по себе не могут взаимодействовать напрямую с цитоплазматическим актиновым цитоскелетом, эта схема кажется маловероятной.

"Грабли"

Третья схема де Петриса:[8] предполагает, что подвижная клетка непрерывно движется по своей поверхности спереди назад: любые агрегаты (но не несшитые молекулы), захваченные зубцами граблей, перемещаются к задней части клетки. В этой схеме характер зубьев граблей не указан, но они могут быть, например, поверхностными. интегрины которые часто действуют как ножки клетки, прикрепляя ее к субстрату. Сила, необходимая для сгребания поверхности, может быть обеспечена актиновым цитоскелетом.

"Прибой"

Четвертая схема Хьюитта:[9] предполагает, что подвижные клетки имеют на своей поверхности волны, направленные назад: участки, но не отдельные молекулы, увлекаются этими волнами и, таким образом, перемещаются к задней части клетки.

Рекомендации

  1. ^ Тейлор, РБ; и другие. (1971). «Перераспределение и пиноцитоз молекул иммуноглобулина на поверхности лимфоцитов, индуцированные антителом против иммуноглобулина». Природа. 233 (42): 225–229. Дои:10.1038 / 233225a0. PMID  20480991. S2CID  4278997.
  2. ^ Аберкромби, М; и другие. (1970). «Движение фибробластов в культуре. III. Движение частиц по дорсальной поверхности ведущей ламеллы». Экспериментальные исследования клеток. 62 (2–3): 389–398. Дои:10.1016/0014-4827(70)90570-7. PMID  5531377.[мертвая ссылка ]
  3. ^ Bretscher, MS; и другие. (1984). «Эндоцитоз: связь с кэппингом и движением клеток». Наука (аннотация страница). 224 (4650): 681–686. Дои:10.1126 / science.6719108. PMID  6719108.
  4. ^ Бретчер, MS (1976). «Направленный поток липидов в клеточных мембранах». Природа. 260 (5546): 21–23. Дои:10.1038 / 260021a0. PMID  1264188. S2CID  4291806.
  5. ^ Бретчер, MS (1996). «Заставляя мембранный поток и цитоскелет взаимодействовать в движущихся клетках». Клетка. 87 (4): 601–606. Дои:10.1016 / S0092-8674 (00) 81380-X. PMID  8929529. S2CID  14776455.[мертвая ссылка ]
  6. ^ Хопкинс CR; и другие. (1994). «В мигрирующих фибробластах рециркулирующие рецепторы концентрируются в узких канальцах в перицентриолярной области, а затем направляются к плазматической мембране ведущей ламеллы».. Журнал клеточной биологии. 125 (6): 1265–1274. Дои:10.1083 / jcb.125.6.1265. ЧВК  2290921. PMID  7515888.
  7. ^ Mitchison TJ; и другие. (1996). «Актиновая подвижность клеток и перемещение клеток». Клетка. 84 (3): 371–379. Дои:10.1016 / S0092-8674 (00) 81281-7. PMID  8608590. S2CID  982415.[мертвая ссылка ]
  8. ^ де Петрис, С. Распределение и подвижность компонентов плазматической мембраны (изд. Poste, G. a. N., G.L.) (North Holland Publishing Co., Амстердам, 1977)
  9. ^ Хьюитт Дж. А. (1979). «Серф-модель для укупорки клеток». Журнал теоретической биологии. 80 (1): 115–127. Дои:10.1016/0022-5193(79)90183-8. PMID  575663.[мертвая ссылка ]