跳到主要内容

感谢您访问nature.com。您使用的浏览器版本对CSS的支持有限。为获得最佳体验,我们建议您使用最新版本的浏览器(或关闭Internet Explorer的兼容模式)。同时,为了确保持续的支持,我们将不使用样式和JavaScript来显示站点。

  • 文章
  • 发表:

相关的冷冻- et鉴定了在癌细胞中介导细胞-底物粘附和细胞增殖的机械敏感性的肌动蛋白/原肌球蛋白丝

摘要。

肌动蛋白细胞骨架是细胞粘附和机械传感的主要驱动力,因为它具有产生力和感知环境刚度的能力。在细胞的前缘,切断突出的Arp2/3肌动蛋白网络会产生特定的肌动蛋白/原肌球蛋白(Tpm)丝群,控制板足体的持久性。这些细丝与环境粘附之间的相互作用尚不清楚。使用细胞低温电子断层扫描,我们解析了Tpm/肌动蛋白共聚物的超微结构,并表明它们特异性地锚定在新生的粘附上,并且对焦点粘附组装至关重要。在转化细胞和癌细胞中重新表达Tpm1.8/1.9足以恢复细胞-底物粘附。我们证明敲除Tpm1.8/1.9会破坏背侧肌动蛋白束的形成,阻碍α-肌动蛋白和非肌球蛋白IIa的募集,这是关键的机械传感器。当细胞生长在柔软的表面上时,这种损失会导致力的产生和增殖缺陷。我们得出结论,Tpm1.8/1.9抑制转移表型,这可能解释了为什么转化细胞在恶性转化过程中自然下调Tpm亚群。

这是订阅内容的预览,可通过您的机构访问

访问选项

租用或购买这篇文章

价格因产品种类而异

从1.95美元

至39.95美元

价格可能会在结账时计算当地税收

图1:原肌球蛋白将细胞运动起始与粘附组装联系起来。
图2:粘附在粘连体上的Tpm/肌动蛋白丝的超微结构。
图3:原肌球蛋白在正常细胞和癌细胞中恢复细胞粘附。
图4:肌球蛋白和α-肌动蛋白背侧应力纤维的募集依赖于Tpm1.8/1.9。
图5:Tpm1.8/1.9通过机械感应抑制软表面的生长。

类似的内容被其他人浏览

数据可用性

作者声明,支持本研究结果的所有数据均可在文章和补充信息中获得。对包括质粒在内的资源的请求应直接发给通讯作者,并将由通讯作者完成。本研究使用的公开获取的小鼠Tpm1.8/1.9 mRNA序列的访问码为NCBI M_001164253.1。本文提供了源数据。

参考文献。

  1. 细胞粘附:组织结构和形态发生的分子基础。Cell 84, 345-357(1996)。

    文章CAS谷歌学术

  2. Zamir, E.和Geiger, B.细胞-基质粘附的分子复杂性和动力学。[j] .中国生物医学工程学报,2003,19(4):444 - 444。

    文章CAS谷歌学术

  3. 高田,Y.,叶,X.和西蒙,S.。基因组生物学,8,215(2007)。

    文章Google Scholar

  4. Zaidel-Bar, R., Ballestrem, C., Kam, Z. & Geiger, B.迁移细胞前沿基质黏附组装的早期分子事件。[j] .中国生物医学工程学报,2003,19(4):444 - 444。

    文章CAS谷歌学术

  5. Zaidel-Bar, R., Cohen, M., Addadi, L.和Geiger, B.细胞-基质粘附复合物的分层组装。物化学。Soc。译32,416-420(2004)。

    文章CAS谷歌学术

  6. Wolfenson, H.等。原肌球蛋白控制肌瘤样收缩,用于刚性感知和抑制软基质上的生长。细胞生物学学报,18,33-42(2016)。

    文章CAS谷歌学术

  7. α-肌动蛋白将细胞外基质刚性感应收缩单元与周期性细胞边缘收缩联系起来。摩尔。杂志。Cell 27, 3471-3479(2016)。

    文章CAS谷歌学术

  8. Ghassemi, S.等。细胞通过亚微米柱上的局部收缩来测试基质的刚性。自然科学进展。美国109,5328-5333(2012)。

    文章CAS谷歌学术

  9. Zaidel-Bar, R., Milo, R., Kam, Z. & Geiger, B.一个paxillin酪氨酸磷酸化开关调节细胞-基质粘附的组装和形式。中国生物医学工程学报,2006,32(2):481 - 481。

    文章Google Scholar

  10. Nakamura等人。paxillin α酪氨酸磷酸化参与运动细胞中paxillin-containing focal adhesion形成和F-actin组织的时空调控。生物。化学,275,27155-27164(2000)。

    文章CAS谷歌学术

  11. López-Colomé, a.m., Lee-Rivera, I., Benavides-Hidalgo, R. & López, E. Paxillin:病理细胞迁移的十字路口。j .内科杂志。肿瘤防治杂志。https://doi.org/10.1186/s13045 y - 017 - 0418 -(2017)。

  12. Bershadsky, A., Kozlov, M. & Geiger, B.粘附介导的机械敏感性:实验的时间,和理论的时间。咕咕叫。当今。细胞生物学,18,472-481(2006)。

    文章CAS谷歌学术

  13. Pellegrin, s.p. & Mellor, H.肌动蛋白应力纤维。中国生物医学工程学报,2009,32(2):444 - 444。

    文章CAS谷歌学术

  14. Yang, B.等。通过刚性感应阻止转化癌细胞的生长。自然科学学报,19,239-250(2020)。

    文章CAS谷歌学术

  15. 一个关于两种状态的故事:正常和转变,有和没有刚性感应。为基础。中国生物医学工程学报,2016,39(5):559 - 559。

    文章CAS谷歌学术

  16. Giannone, G.等。板足肌动蛋白机械地将肌凝蛋白活性与黏附现场的形成联系起来。Cell 128, 561-575(2007)。

    文章CAS谷歌学术

  17. 李丽娟,李淑娟,李丽娟,等。Arp2/3复合物在不同环境下细胞迁移中的功能和调控。咕咕叫。当今。细胞生物学,42,63-72(2016)。

    文章CAS谷歌学术

  18. Suraneni, P.等。Arp2/3复合体是板足延伸和成纤维细胞定向迁移所必需的。中国生物医学工程学报,2004,26(4):444 - 444。

    文章CAS谷歌学术

  19. 布雷福德,S.等。原肌球蛋白通过与Arp2/3在前沿合作促进板足的持久性。咕咕叫。生物学报,26(2016):1312-1318。

    文章CAS谷歌学术

  20. Bareja, I.等。单分子分辨率下肌动蛋白丝上Tpm1.8结构域的动态。摩尔。杂志。Cell 31, 2452-2462(2020)。

    文章CAS谷歌学术

  21. Tojkander等人。肌球蛋白II向应力纤维募集的分子途径。咕咕叫。生物学报,21,539-550(2011)。

    文章CAS谷歌学术

  22. 巴赫,c.t.等。原肌球蛋白异构体的表达调节黏附的转变,决定细胞的速度和方向。摩尔。细胞。生物学报,29,1506-1514(2009)。

    文章CAS谷歌学术

  23. Shin, H., Kim, D.和Helfman, D. M.原肌球蛋白异构体Tpm2.1调节乳腺上皮细胞的集体和变形虫细胞迁移和细胞聚集。中华肿瘤杂志8,95192-95205(2017)。

    文章Google Scholar

  24. 李,J. G.等。原肌球蛋白调节皮肤伤口愈合过程中的细胞迁移。j .投资。中国生物医学工程学报,2013,33(2):444 - 444。

    文章CAS谷歌学术

  25. 柯宁,r.i., Koster, a.j. & Sharp, t.h.冷冻电子断层扫描在生物和医学上的进展。安。中国生物医学工程学报,2017,82 - 96(2018)。

    文章Google Scholar

  26. Simpson, L. J., Reader, J. S.和Tzima, E.机械力及其对核糖体和蛋白质翻译机制的影响。Cells https://doi.org/10.3390/cells9030650(2020)。

  27. 斯坦克,S.等。Hem1的缺失破坏巨噬细胞功能,影响迁移、吞噬和整合素介导的粘附。咕咕叫。医学杂志。https://doi.org/10.1016/j.cub.2021.02.043(2021)。

  28. Kim, D. H. & Wirtz, D. .黏附灶大小能独特地预测细胞迁移。中国生物医学工程学报,2013,32(2):481 - 481。

    文章CAS谷歌学术

  29. Meiring, J. C. M.等。肌动蛋白和原肌球蛋白的共聚物占人类肌动蛋白细胞骨架的主要部分。咕咕叫。生物学报,28,2331-2337。e2335(2018)。

    文章CAS谷歌学术

  30. 彭丽丽,郭丽丽,郭丽丽。原肌球蛋白1 cDNA的表达对ras癌基因转化细胞肿瘤生长的影响。自然科学进展。美国90,7039-7043(1993)。

    文章CAS谷歌学术

  31. Cramer, l.p., Siebert, M. & Mitchison, t.j.在运动的心脏成纤维细胞中鉴定新的梯度极性肌动蛋白丝束:对运动力产生的影响。中国生物医学工程学报,32(1),387 - 398(1997)。

    文章CAS谷歌学术

  32. Naumanen, P., Lappalainen, P. & Hotulainen, P.肌动蛋白应力纤维组装机制。[j] .中国生物医学工程学报,2016,33(4):444 - 444(2008)。

    文章CAS谷歌学术

  33. 李建军,李建军,李建军,等。肌动蛋白应力纤维的组装、动力学和生物学作用。[j] .中国生物医学工程学报,2012,32(2):559 - 564。

    中科院谷歌学术搜索

  34. α-肌动蛋白:非肌肉细胞中肌肉结构蛋白的免疫荧光定位。第6单元289-298(1975)。

    文章CAS谷歌学术

  35. 肌球蛋白抗体:非肌肉细胞中含有肌球蛋白的细丝的特异性可视化。自然科学进展。美国,71,4561-4564(1974)。

    文章CAS谷歌学术

  36. 肌动蛋白丝束蛋白α-肌动蛋白-4实际上通过允许肌动蛋白周转来抑制肌动蛋白应激纤维。生物。化学通报,2018,30(5):444 - 444。

    文章CAS谷歌学术

  37. Meiring, J. C. M.等。Tpm3.1和肌球蛋白IIa头的共存定义了应力纤维中的离散子域。J.细胞科学。https://doi.org/10.1242/jcs.228916(2019)。

  38. Elosegui-Artola, A.等。分子离合器的机械调节定义了响应矩阵刚度的力传递和转导。中国生物医学工程学报,2016,33(2):444 - 444。

    文章CAS谷歌学术

  39. 波拉德,T. D.《四分之一世纪对收缩系统研究的反思》。学生物化学的发展趋势。科学通报,30(2),391 - 391(2000)。

    文章CAS谷歌学术

  40. 奇蒂,j.l.等人。Mini - Organo:用于肿瘤筛查和药物开发的快速高通量3D共培养器官型分析。巨蟹座众议员https://doi.org/10.1002/cnr2.1209(2020)。

  41. Bell, E., Ivarsson, B.和Merrill, C.通过不同增殖潜力的人成纤维细胞在体外通过收缩胶原晶格产生组织样结构。自然科学进展。美国76,1274-1278(1979)。

    文章CAS谷歌学术

  42. 局部力和几何感应调节细胞功能。中华生物医学杂志,2006年第7期,第265-275页。

    文章CAS谷歌学术

  43. Iskratsch, T., Wolfenson, H. & Sheetz, M. P.欣赏力和形状——细胞生物学中机械转导的兴起。中华生物医学工程学报,2014,33(4):825-833。

    文章CAS谷歌学术

  44. Hardeman, E. C. & Gunning, P. W.《肌动蛋白丝的生与死议程》。数学学报,19,135-136(2020)。

    文章CAS谷歌学术

  45. 癌症的Arp2/3监管体系及其放松管制。杂志。Rev. 98, 215-238(2018)。

    文章CAS谷歌学术

  46. 原肌球蛋白在转化细胞中减少。自然科学进展。美国78,5633-5637(1981)。

    文章CAS谷歌学术

  47. 库姆斯等人。Ras转化覆盖了Tpm3.1敲除引起的增殖缺陷。细胞。摩尔。杂志。《社会科学》,2015,626-646。

    文章CAS谷歌学术

  48. 哈恩,w.c.等。创造具有确定遗传元素的人类肿瘤细胞。自然400,464-468(1999)。

    文章CAS谷歌学术

  49. Ponten, J.和Saksela, E.两种建立的人间充质肿瘤体外细胞系。Int。[j] .中华医学杂志,2004,(3)。

    文章CAS谷歌学术

  50. Schevzov, G., Whittaker, S. P., Fath, T., Lin, J. J. & Gunning, P. W.原肌球蛋白异构体和试剂。生物工程学报,2011,35 - 34。

    文章Google Scholar

下载参考

致谢。

我们要感谢新南威尔士大学Mark Wainwright分析中心的Katharina Gaus光学显微镜设备、流式细胞仪设备和电子显微镜部门,以及Victor Chang创新中心的冷冻电子显微镜设备提供的宝贵帮助。感谢J. Hook和Y. Yao的技术支持。P.W.G.和E.C.H.得到了ARC (DP160101623)、Australian NHMRC (APP1100202、APP1079866)和the Kid’s Cancer Project的资助。naa由澳大利亚NHMRC (APP1102730)支持。

作者信息

作者及单位

作者

贡献

M.L.C.构思并撰写了手稿。M.L.C, N.A.和S.B.进行了数据采集和分析。p.w.g.、e.c.h.、国家安全局和N.A.审查了手稿,监督了工作,并获得了资金。

相应的作者

与Peter W. Gunning的通信。

道德声明

相互竞争的利益

作者声明没有利益冲突。

额外的信息

同行评议信息《自然材料》感谢匿名审稿人对本文同行评议的贡献。

施普林格·自然对已出版地图的管辖权要求和机构关系保持中立。

补充信息

补充信息

补充图1 - 7和视频1。

报告总结

41563 _2021_1087_moesm3_esm.mp4

补充视频1初生粘连部位的低温层析成像。与图2相关。注意,与上面的细胞质相比,纤维/粘附z平面的细胞密度增加

源数据

图4 .数据来源

源数据包括未裁剪的blots已通过上传链接以pdf格式提供

权利和权限

转载和许可

关于本文

Check for updates. Verify currency and authenticity via CrossMark

引用本文

Cagigas, m.l., Bryce, n.s., Ariotti, n.n.等。相关的冷冻- et鉴定了在癌细胞中介导细胞-底物粘附和细胞增殖的机械敏感性的肌动蛋白/原肌球蛋白丝。自然科学学报,21,120-128(2022)。https://doi.org/10.1038/s41563-021-01087-z

下载引用

  • 收稿日期:2020年9月28日

  • 录用日期:2021年7月23日

  • 发布日期:2021年9月13日

  • 发行日期:2022年1月

  • DOI: https://doi.org/10.1038/s41563 - 021 - 01087 - z

这篇文章是由

搜索

快速链接

Nature Briefing

注册《自然简报》时事通讯——科学中重要的事情,每天免费发送到你的收件箱。

获取当天最重要的科学故事,免费在您的收件箱。 报名参加Nature Briefing