清華大學俞立、孟安明及以色列特拉維夫大學Michael Kozlov團隊合作揭示遷移體產(chǎn)生機制及其生理功能
2019年8月1日，清華大學生命科學學院俞立課題組與清華大學生命科學學院孟安明課題組以及以色列特拉維夫大學Michael Kozlov課題組合作在《自然-細胞生物學》(Nature Cell Biology)期刊以封面文章發(fā)表了題為“遷移體在斑馬魚原腸運動過程中提供區(qū)域信號調(diào)節(jié)器官形態(tài)發(fā)生”(Migrasomes provide regional cues for organ morphogenesis during zebrafish gastrulation)和“微米級四次跨膜蛋白結構域的組裝調(diào)節(jié)遷移體的形成”(Migrasome formation is mediated by assembly of micron-scale tetraspanin macrodomains)的研究論文。首次揭示了遷移體的生理功能及其產(chǎn)生機制。
遷移體是近年由清華大學俞立實驗室發(fā)現(xiàn)并命名的新型膜性細胞器。然而，關于遷移體是否是體內(nèi)真實存在的結構？遷移體的生理功能是什么？遷移體的產(chǎn)生機制又是什么？等一系列問題都尚不清楚。
俞立課題組和孟安明課題組合作研究發(fā)現(xiàn)，斑馬魚胚胎原腸運動時期會產(chǎn)生大量的遷移體，隨后遷移體在胚胎發(fā)育過程中會呈現(xiàn)特定的時空分布。進一步研究發(fā)現(xiàn)遷移體中存在大量的信號因子，包括趨化因子、細胞因子和生長因子等，這些信號因子會隨遷移體的分布形成局部區(qū)域信號中心，從而參與調(diào)控斑馬魚胚胎器官形態(tài)發(fā)生。該研究提供了全新的視角來更好地理解胚胎發(fā)育的過程，為胚胎發(fā)育的研究提供了新思路新策略。
那么，遷移體是如何產(chǎn)生的呢？清華大學俞立課題組與以色列特拉維夫大學Michael Kozlov課題組建立了深度合作，發(fā)現(xiàn)了Tspan4蛋白質(zhì)及膽固醇在遷移體形成過程中的充分必要性，并從生物物理角度提出了進一步揭示遷移體形成的機制，并對此理論模型進行了實驗驗證。最終，實現(xiàn)了遷移體型形成機制的初步解釋：由于細胞遷移引發(fā)了Tspan4蛋白質(zhì)及膽固醇在收縮絲上的局部高度富集，并因此增加了其所富集區(qū)域膜的彎曲剛度，從而實現(xiàn)了遷移體結構的形成。該研究為遷移體的進一步研究奠定了基礎，也為生物膜力學特性相關的研究打開了新的視角。
哺乳動物細胞中遷移體
清華大學生命科學學院俞立教授和孟安明院士為“遷移體在斑馬魚原腸運動過程中提供區(qū)域信號調(diào)節(jié)器官形態(tài)發(fā)生”的共通訊作者，2014級直博生姜東和姜政為共同第一作者；清華大學俞立教授和以色列特拉維夫大學Michael Kozlov教授為“微米級四次跨膜蛋白結構域的組裝調(diào)節(jié)遷移體的形成”共通訊作者，2013級博士生黃雨薇和2012級博士生張紹進以及特拉維夫大學Ben Zucker為共同第一作者。
研究工作得到中華人民共和國科技部（2016YFA0500202 和 2017YFA0503404）以及國家自然科學基金委（31430053 和 31621063）的資助。
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