网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

EMBO Journal | 缪岩松团队揭示膜—细胞骨架的动态演变:高曲率启动纳米相变小体-原位重塑肌动蛋白

0
分享至

在细胞迁移、内吞,或膜波动是产生试试形态重塑。细胞膜随时间动态弯曲,曲率随时间渐变,低曲率到高曲率。这些弯曲的演变要要收到伴随肌动蛋白(actin)的聚集的伴随产生局部力学协助,完成膜随时间的动态弯曲演变,但这种时空关联在过去更多停留在简单因果关系的概念层面。虽然学界知道 F-BAR蛋白(Bin/Amphiphysin/Rvs proteins)、N-WASP(Neural Wiskott–Aldrich Syndrome Protein)和 Cdc42 与膜形变有关【1-4】,但不同膜曲率(membrane curvature)如何决定并影响这些因子的效应来定点定时的合成肌动蛋白,通过来精密时空调控达到膜与肌动蛋白的实时协调,一直缺乏定量研究的方法来理解底层的机理。业界对肌动蛋白形成的阐述仍然限于教科书上讲到的GTPase结合成核因子并通过打开构象来活化的层面,无法良好的理解时空调控的机理。

近日,新加坡南洋理工大学生物科学学院缪岩松教授团队与加州大学圣地亚哥分校研究团队合作在The EMBO Journal上发表了题为Membrane curvature initiates Cdc42-FBP17-N-WASP clustering and actin nucleation的研究论文。该研究通过光纳米刻蚀(Lithographic Nanofabrication)完成精准膜曲率控制、生化生物物理体外重构(in vitro reconstitution)完成肌动蛋白在动态膜结构上的实时聚合、细胞内在原位曲率诱导(in cellulo generation of membrane curvature)基础上荧光追踪肌动蛋白合成,以及多尺度计算模拟(in silico modeling)等策略,构建了一个从“产生曲率”到“解析曲率”的完整交叉研究体系【5】。研究首先通过纳米刻蚀制作不同宽度的纳米条(nanobar),并在其表面形成支持脂双层(SLB, supported lipid bilayer)。借助这一平台,研究人员能够在体外精确定义膜曲率,直接观察与比较蛋白对不同曲率的响应,为后续机制研究奠定基础。

图1 通过纳米曲率平台结合体外重构、细胞内原位弯曲与计算模拟,系统研究膜曲率对肌动蛋白成核的调控作用。

通过该平台,研究发现 FBP17能够优先富集于高曲率区域成核,这是细胞中早期曲率识别的关键步骤。随后,N-WASP在 FBP17 的基础上形成局部聚集成纳米尺度相变小体,且这种聚集强度不仅依赖蛋白浓度,更与曲率半径密切相关。进一步引入 Cdc42后,研究观察到该因子不仅能强化 N-WASP 的聚集,还能在较低曲率区域提升招募效率,从而扩展曲率响应范围。这一层级机制说明,膜曲率大小并非简单决定蛋白是否到场,而是影响其招募效率和协同行为。

图2 膜曲率通过分层招募 FBP17 与 N-WASP,并在 Cdc42 协同调控下激活 Arp2/3,从而实现曲率门控的肌动蛋白聚合。

为了验证这一机制是否真实存在于细胞内部,研究团队在细胞中通过纳米曲率平台实现原位膜曲率的诱导,并观察肌动蛋白成核因子的分布。结果显示,体外曲率敏感性在细胞内同样成立,进一步支持了曲率在细胞环境中调控肌动蛋白成核的生物学意义。而计算模型的模拟结果则在定量层面验证了曲率、FBP17、N-WASP 与 Cdc42 之间的协同关系,形成了从实验到理论的闭环。

通过这一系列跨尺度验证,研究提出膜曲率作为一种物理线索,能够调控成核因子层级招募(hierarchical recruitment),长生局部相变纳米尺度小体,最终形成局部肌动蛋白成核热点(nucleation hotspot)。这一研究在业界公认的基于GTPase的全局活化肌动蛋白的机理上,提供了如何在局部产生激动蛋白的网络,实时配合细胞磷脂双分子层膜的动态演变,从而完成包含复杂膜拓扑变化的细胞动态形变。此研究提供了对研究膜-细胞骨架提供了新的研究路径与理论基础,对深度探索迁移、内吞和膜重塑等过程具有提供理论基础。

新加坡南洋理工大学生物科学学院(School of Biological Sciences, SBS)缪岩松教授为论文通讯作者,本研究的共同通讯作者还包括美国加州大学圣地亚哥分校(University of California, San Diego, UCSD)的Padmini Rangamani教授,以及新加坡南洋理工大学化学、化学工程与生物技术学院(School of Chemistry, Chemical Engineering and Biotechnology, CCEB)的赵文婷教授。博士后朱可欣为第一作者。博士后Aravind Chandrasekaran以及在读博士研究生郭相孚为共同第一作者;博士后苗馨文参与该研究。该研究得到了新加坡教育部、国立研究基金会、新加坡卫生部以及高精尖研究中心 IDMxS 的支持。

参考文献:

1.Lou, H.-Y. et al. Membrane curvature underlies actin reorganization in response to nanoscale surface topography. Proceedings of the National Academy of Sciences116, 23143-23151, doi:10.1073/pnas.1910166116 (2019).

2.Gallop, J. L. & McMahon, H. T. BAR domains and membrane curvature: bringing your curves to the BAR. Biochem Soc Symp, 223-231, doi:10.1042/bss0720223 (2005).

3.Su, M. et al. Comparative Study of Curvature Sensing Mediated by F-BAR and an Intrinsically Disordered Region of FBP17. iScience23, 101712, doi:10.1016/j.isci.2020.101712 (2020).

4.Takano, K., Toyooka, K. & Suetsugu, S. EFC/F-BAR proteins and the N-WASP–WIP complex induce membrane curvature-dependent actin polymerization. The EMBO Journal27, 2817-2828, doi:10.1038/emboj.2008.216 (2008).

5.Zhu, K. et al. Membrane curvature initiates Cdc42-FBP17-N-WASP clustering and actin nucleation. The EMBO Journal, doi:10.1038/s44318-025-00677-w (2026).

论文链接:

https://doi.org/10.1038/s44318-025-00677-w

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
原来最喜欢刘欢的,不是毛阿敏也不是那英,而是每年去他家里的她

原来最喜欢刘欢的,不是毛阿敏也不是那英,而是每年去他家里的她

北海史记
2026-10-03 01:27:48
10月2日,万众期待的养老金调整通知公布了吗?涨2.2%很难吗?

10月2日,万众期待的养老金调整通知公布了吗?涨2.2%很难吗?

云景侃记
2026-10-02 16:33:02
炸裂!女子收留19岁外甥女吃住在家,不料与丈夫发生关系还怀了孕

炸裂!女子收留19岁外甥女吃住在家,不料与丈夫发生关系还怀了孕

诗意世界
2025-07-30 18:39:13
都是机关事业单位退休人员,为何有人退休生活补贴有的人却没有?

都是机关事业单位退休人员,为何有人退休生活补贴有的人却没有?

奇思妙想生活家
2026-10-03 00:17:00
“再宠下去,你女儿33岁都嫁不出去”,爸爸喂饭视频火了,外人不给面子

“再宠下去,你女儿33岁都嫁不出去”,爸爸喂饭视频火了,外人不给面子

世界圈
2026-10-02 21:25:54
他是北京市委原书记,培养了两位正国级领导,离休后定下3条规矩

他是北京市委原书记,培养了两位正国级领导,离休后定下3条规矩

燕小姐说历史
2024-12-08 09:19:59
0-5惨败巴勒斯坦后,邵佳一道歉回应,韦世豪表态,日媒发声!

0-5惨败巴勒斯坦后,邵佳一道歉回应,韦世豪表态,日媒发声!

十三哥侃大山
2026-10-02 23:07:50
中国女足仅获第4名!队史第二差,11年首负韩国,连创14尴尬纪录

中国女足仅获第4名!队史第二差,11年首负韩国,连创14尴尬纪录

奥拜尔
2026-10-02 15:54:39
查尔斯被曝想用一场纪念活动,让威廉哈里30年后再同框

查尔斯被曝想用一场纪念活动,让威廉哈里30年后再同框

热搜摘要官
2026-10-02 01:14:56
刘国梁也没想到,当众贴脸开大的张继科,竟不给王楚钦留一丝体面

刘国梁也没想到,当众贴脸开大的张继科,竟不给王楚钦留一丝体面

大眼妹妹
2026-09-30 19:48:14
我46岁守寡,单身汉半夜溜进我家,我给了他300块钱。

我46岁守寡,单身汉半夜溜进我家,我给了他300块钱。

一口娱乐
2026-10-02 01:00:20
深圳公开赛半决赛对阵球员交手记录,吴宜泽对小特,比赛前瞻赛程

深圳公开赛半决赛对阵球员交手记录,吴宜泽对小特,比赛前瞻赛程

天涯远行人
2026-10-03 00:27:00
给岳父交手术费时,老婆发来离婚,我对岳父说:你女儿不要你

给岳父交手术费时,老婆发来离婚,我对岳父说:你女儿不要你

晓艾故事汇
2026-05-31 10:25:21
C罗哭晕?5大葡萄牙主力发声支持主帅!新7号:团结的集体最重要

C罗哭晕?5大葡萄牙主力发声支持主帅!新7号:团结的集体最重要

我爱英超
2026-10-02 07:29:32
半岛局势突然“失控”,韩国一改温和态度,强烈要求朝鲜公开道歉

半岛局势突然“失控”,韩国一改温和态度,强烈要求朝鲜公开道歉

观锐器
2026-10-01 16:04:18
英国媒体确认了:乌克兰总统泽连斯基公开表示,有超过8000名朝鲜士兵驻扎在俄罗斯境内,另外朝鲜正准备向俄罗斯增派10000名朝鲜士兵

英国媒体确认了:乌克兰总统泽连斯基公开表示,有超过8000名朝鲜士兵驻扎在俄罗斯境内,另外朝鲜正准备向俄罗斯增派10000名朝鲜士兵

吉刻新闻
2026-09-29 19:28:17
中国大满贯欢迎晚宴,孙颖莎何卓佳一起用餐,早田选了满满一盘菜

中国大满贯欢迎晚宴,孙颖莎何卓佳一起用餐,早田选了满满一盘菜

花魄m
2026-10-02 22:16:51
男子破产12年送外卖养家,这天竟收1200万汇款,追到汇款方后却傻眼

男子破产12年送外卖养家,这天竟收1200万汇款,追到汇款方后却傻眼

温情邮局
2025-08-22 11:56:14
正式退出!孙颖莎发声官宣告别,王楚钦心里明白,曾表态打到40岁

正式退出!孙颖莎发声官宣告别,王楚钦心里明白,曾表态打到40岁

翰飞观事
2026-09-28 16:39:22
识别率接近 100%!德国科学家发出警告,WiFi 竟然可以成为隐形监控

识别率接近 100%!德国科学家发出警告,WiFi 竟然可以成为隐形监控

说宇宙
2026-09-30 18:15:05
2026-10-03 06:03:00
BioArt植物 incentive-icons
BioArt植物
植物科学领域最新研究进展
9421文章数 8734关注度
往期回顾 全部

科技要闻

“分手”15天后,华为与赛力斯签约新五年

头条要闻

李在明:若乌克兰拒不道歉 将采取进一步措施

头条要闻

李在明:若乌克兰拒不道歉 将采取进一步措施

体育要闻

30天30队·快船:被莱纳德挂在半空的未来?

娱乐要闻

潘玮柏老婆被猜怀二胎 中秋vlog露馅

财经要闻

珠宝黑马爆雷,老板全家跑路泰国!

汽车要闻

方程豹9月热销破4万 首款皮卡鲨鱼将于四季度上市

态度原创

教育
本地
手机
家居
军事航空

教育要闻

备考开始得很晚怎么补知识点啊!!!

本地新闻

中秋逛白塔寺,体验国医妙荟雅集

手机要闻

创维F3 Pro闺蜜机新增12GB RAM + 256GB存储空间版本,6099元

家居要闻

2026建博会(广州) 公装联探展交流活动

军事要闻

胡塞武装:24小时内沙特空袭也门47次

无障碍浏览 进入关怀版