Редакторы «Состояние цитоскелета в 2015 году» Роберт Фишер из Национального института сердца, легких и крови и Велия Фаулер из Исследовательского института Скриппса описывают, как цитоскелетные полимеры вызывают интерес на протяжении более 70 лет. Однако ответы на многие вопросы о полимерах только начинаются. Более конкретные темы, обсуждаемые в этих мини-обзорах, включают механику и фрагментацию актина, сети промежуточных филаментов виментина и цитоскелет микротрубочек.
Нити актина определяют форму поверхности клетки и участвуют в клеточном перемещении. В мини-обзоре, озаглавленном «Механика актина и фрагментация», Энрике Де Ла Крус из Йельского университета и Маргарет Гардель из Чикагского университета обсуждают недавние достижения в понимании механических свойств и стабильности актиновых филаментов. Это включает в себя то, как силы могут влиять на локальные биохимические взаимодействия, приводящие к образованию механически чувствительных и динамических состояний актиновых филаментов.
Исследование может предоставить важную информацию о том, как актиновый цитоскелет помогает клеткам реагировать на механические силы.Промежуточные филаменты состоят из различных белков промежуточных филаментов, один из которых называется виментин.
Виментин помогает удерживать органеллы на своих местах внутри клетки. Органеллы, заякоренные виментином, включают ядро, эндоплазматический ретикулум и митохондрии.
В своем мини-обзоре, озаглавленном «Свойства сетей промежуточных филаментов виментина», Роберт Голдман из Северо-Западного университета и его коллеги обсуждают роль промежуточных филаментов в регуляции архитектуры и функции клеток. В частности, авторы отмечают, что мутации в генах, кодирующих белки ПФ, приводят к ряду заболеваний человека, включая катаракту, миопатии и прогрессирующее и смертельное нейродегенеративное расстройство, называемое болезнью Александера.
Микротрубочки длинные, полые и более жесткие, чем актиновые филаменты. В статье «Написание и чтение кода тубулина» Антонина Ролл-Мекак из Национального института здоровья и ее коллеги обсуждают тубулин, который образует гетеродимеры, из которых состоят микротрубочки.
В частности, обсуждается код тубулина, который состоит из посттрансляционных меток, которые затем интерпретируются двумя категориями клеточных эффекторов. Первая категория эффекторов — это те, которые связаны с микротрубочкой и нековалентно изменяют ее свойства; сюда входят моторы и белки, связанные с микротрубочками.
Вторая категория состоит из тех, которые фактически модифицируют субъединицы тубулина на химическом уровне; эти эффекторы представляют собой ферменты посттрансляционной модификации тубулина.В мини-обзоре под названием «Построение цитоскелета микротрубочек по частям» Рэй Альфаро-Ако и Сабин Петри из Принстонского университета отмечают важность цитоскелета микротрубочек внутри клетки.
Они объясняют, что эти важные функции зависят от точного расположения микротрубочек, что достигается совместной работой класса белков, называемых белками, связанными с микротрубочками. Они подчеркивают, как эти MAP работают вместе, чтобы создать целое, которое больше, чем сумма частей сети микротрубочек.Септины, хотя и не являются одним из трех основных компонентов цитоскелета, играют важную роль в цитоскелете.
Эндрю Бриджес и Эми Гладфелтер из Дартмутского колледжа рассматривают септины, которые представляют собой GTP-связывающие белки, которые образуют структуры в коре клетки, в статье «Форма и функция септина в коре клеток». Клеточная кора — это слой цитоплазмы внутри плазматической мембраны, который помогает поддерживать мембрану и соединяется с актином и системами цитоскелета микротрубочек.
Основное внимание в обзоре уделяется пониманию того, как взаимодействуют септины и плазматическая мембрана.Наряду с открытием того, что клетки бактерий пространственно организованы, несмотря на отсутствие заключенных в мембраны органелл, пришло открытие, что бактерии содержат структурные гомологи эукариотического актина и тубулина. Это открытие заставило исследователей задуматься, могут ли гомологичные полимеры, присутствующие в бактериях, играть роль в организации и структуре, аналогичную их эукариотическим аналогам.
Обзор исследований этих гомологов приведен в статье Итана Гарнера из Гарвардского университета и его коллег «Системы бактериальных филаментов: к пониманию их возникающего поведения и клеточных функций». Этот мини-обзор суммирует текущее понимание того, как гомологи собираются в дополнение к их динамическому поведению в бактериальных клетках.Эти мини-обзоры дают представление о множестве важных ролей цитоскелета.
Чем больше исследователи узнают о форме и функции цитоскелета, тем сильнее влияние на предотвращение или лечение заболеваний, связанных с дисфункцией цитоскелета, таких как болезнь Альцгеймера, Паркинсона и боковой амиотрофический склероз (БАС).Более подробную информацию о статьях можно найти по адресу: http://www.jbc.org/site/thematics/cytoskeleton/