金沙js4399首页俞立、孟安明及以色列特拉维夫大学Michael Kozlov团队合作揭示迁移体产生机制及其生理功能

2019-08-22 18:09:27

2019年8月1日,金沙js4399首页俞立课题组与金沙js4399首页孟安明课题组以及以色列特拉维夫大学Michael Kozlov课题组合作在《自然-细胞生物学》(Nature Cell Biology)期刊以封面文章发表了题为“迁移体在斑马鱼原肠运动过程中提供区域信号调节器官形态发生”(Migrasomes provide regional cues for organ morphogenesis during zebrafish gastrulation)和“微米级四次跨膜蛋白结构域的组装调节迁移体的形成”(Migrasome formation is mediated by assembly of micron-scale tetraspanin macrodomains)的研究论文。首次揭示了迁移体的生理功能及其产生机制。

迁移体是近年由金沙js4399首页俞立实验室发现并命名的新型膜性细胞器。然而,关于迁移体是否是体内真实存在的结构?迁移体的生理功能是什么?迁移体的产生机制又是什么?等一系列问题都尚不清楚。

俞立课题组和孟安明课题组合作研究发现,斑马鱼胚胎原肠运动时期会产生大量的迁移体,随后迁移体在胚胎发育过程中会呈现特定的时空分布。进一步研究发现迁移体中存在大量的信号因子,包括趋化因子、细胞因子和生长因子等,这些信号因子会随迁移体的分布形成局部区域信号中心,从而参与调控斑马鱼胚胎器官形态发生。该研究提供了全新的视角来更好地理解胚胎发育的过程,为胚胎发育的研究提供了新思路新策略。

那么,迁移体是如何产生的呢?金沙js4399首页俞立课题组与以色列特拉维夫大学Michael Kozlov课题组建立了深度合作,发现了Tspan4蛋白质及胆固醇在迁移体形成过程中的充分必要性,并从生物物理角度提出了进一步揭示迁移体形成的机制,并对此理论模型进行了实验验证。最终,实现了迁移体型形成机制的初步解释:由于细胞迁移引发了Tspan4蛋白质及胆固醇在收缩丝上的局部高度富集,并因此增加了其所富集区域膜的弯曲刚度,从而实现了迁移体结构的形成。该研究为迁移体的进一步研究奠定了基础,也为生物膜力学特性相关的研究打开了新的视角。

哺乳动物细胞中迁移体

金沙js4399首页俞立教授和孟安明院士为“迁移体在斑马鱼原肠运动过程中提供区域信号调节器官形态发生”的共通讯作者,2014级直博生姜东和姜政为共同第一作者;金沙js4399首页俞立教授和以色列特拉维夫大学Michael Kozlov教授为“微米级四次跨膜蛋白结构域的组装调节迁移体的形成”共通讯作者,2013级博士生黄雨薇和2012级博士生张绍进以及特拉维夫大学Ben Zucker为共同第一作者。

研究工作得到中华人民共和国科技部(2016YFA0500202 和 2017YFA0503404)以及国家自然科学基金委(31430053 和 31621063)的资助。