Hücre-hücre fusojenleri - Cell–cell fusogens

Hücre-hücre fusojenleri , hücrenin hücre zarlarına füzyonunu kolaylaştıran glikoproteinlerdir . Hücre-hücre füzyonu, gamet genomlarının birleşmesi ve çok hücreli organizmalarda organların gelişimi için kritik öneme sahiptir . Hücre-hücre füzyonu, hem aktin hücre iskeleti hem de füzojenik proteinler hücre zarı boyunca düzgün bir şekilde yeniden düzenlendiğinde meydana gelir. Bu işlem, aktin tahrikli zar çıkıntıları tarafından yönetilir.

tanımlayıcılar

EFF-1 ve AFF-1'in vezikül morfolojisi üzerindeki etkileri.

EFF-AFF , hücre-hücre fusojenlerini oluşturan tip 1 glikoproteinlerin tanımlayıcılarıdır. EFF-1 Bu ilk olarak tespit edilmiştir mutantlar "blok bulunmuştur hücre füzyonu tüm epidermal ve vulva bölgesindeki epitel" yuvarlak kurt , Caenorhabditis elegans . EFF-AFF, hücre-hücre fusojenleri olarak işlev gören tip I membran glikoproteinlerinin bir ailesidir ve adı ''Çapa hücre füzyon başarısızlığı''ndan gelmektedir. EFF-1 mutantlarının çapa hücresini başarılı bir şekilde kaynaştırdığı ve (uterin dikiş) sinsityum kullandığı ve bu bağlantıların başarısız olduğu sürekli bir uterin-vulval tüp oluşturduğu bilindiğinden, AFF-1 mutantları keşfedildi. AFF-1, C. elegans'ta heterolog hücrelerin füzyonuna ek olarak bu işlem için gerekli görüldü . Zar , bu formları proteinler , çoğu gibi viral fusogens bir sahiptirler N-terminali sinyal dizisini , uzun ve ardından hücre dışı kısmı, bir tahmin edilen transmembran ve kısa bir hücre içi kuyruk. Farklı nematod türlerinden gelen EFF-AFF proteinlerinin "hücre dışı kısmındaki 16 sisteinin hepsinin pozisyonunda ve sayısında çarpıcı bir koruma ", bu proteinlerin füzojenik aktiviteleri için gerekli olan benzer bir 3D yapıda katlandığını göstermektedir. C. elegans AFF-1 ve EFF-1 proteinleri, gelişimsel hücreden hücreye füzyon için gereklidir ve böcek hücrelerini birleştirebilir. "Böylece FF'ler, bir viral partikül üzerinde eksprese edildiğinde füzyonu teşvik edebilen eski bir hücresel füzojenler ailesini içerir."

süreç

Hücre-hücre fusojenleri, farklı hücreler arasında plazma zarı füzyonunu destekleyen proteinlerdir. Füzojen olarak kabul edilebilmesi için, füzyon için gerekli olması, bilinmeyen zarları kaynaştırması ve gerektiğinde kaynaştırma zarı üzerinde bulunması gerekir. Bu hücreler, gametler, trofoblastlar, epitelyal ve diğer gelişimsel hücreleri de içerir ancak bunlarla sınırlı değildir. Bu fusojenler hücre-hücre füzyonuna aracılık eder ve nöron onarımları, oto-füzyon ve fagozomların sızdırmazlığını gerçekleştirebilir. Bu proteinler hücreler arasında benzer işlevleri teşvik etseler de, bireysel mekanizmaları vardır. Bunlara tek taraflı (bir kaynaştırma zarının bulunması gerekir) ve iki taraflı (her iki zarda aynı veya farklı füzojenler bulunur) mekanizmalar denir. Füzojen mekanizmalarının çoğu hemifüzyonla başlar, ancak hücre-hücre füzojenlerinin mekanizması dört ayrı adımdan oluşur.

Adım

1. Hücreler birbirini tanımlamalı ve birbirine yakın olmalıdır.
2. Hemifüzyon oluşur.
3. Hemifüzyon yapısındaki füzyon gözenekleri açılır, böylece hücre içeriğinin birleşmesi sağlanır.
4. Hücreler tamamen gözenek genişlemesinden birleşir.

Uygulamalar

Gamet döllenmesindeki roller

Hücre-hücre fusojenlerinin birkaç farklı uygulaması vardır. Bu kimyasal ajanlar, membran çift katmanlarının kaynaşmasını teşvik ederek cinsel ve aseksüel üremede önemli bir rol oynayabilir. Eşeyli üreme ile farelerde bazı zorunlu sperm-yumurta fusojenlerinin füzyondan sorumlu olduğunu kanıtlayan kanıtlar bulundu; iki özel protein IZUMO1 ve CD9'du. Bitkiler, mantarlar ve omurgasızlarla yapılan deneylerin verileri karşılaştırıldıktan sonra, döllenmeden birkaç önemli genin sorumlu olabileceği görüldü. Ancak mayalar gibi döllenme işlemi için yeterli gen bulunamadı. Son zamanlarda, başka bir protein gamet fusogen (HAP2 veya GCS1) olarak sınıflandırılmıştır. Önceki örnekte olduğu gibi, bu protein bitkilerde, protistlerde ve omurgasızlarda bulunur. Bu fusogen, daha önce bahsedilen ökaryotik somatik fusojene, EFF-1'e benzer. HAP2'nin varlığı hemifüzyonu ve hücre içeriğinin karışmasını indükler. Ancak eşeysiz üreme düşünüldüğünde, somatik hücreler de hücre-hücre füzyonuna veya kendi kendine füzyona uğrayabilir. Gözlemlenen iki özel füzojen, SO ve MAK-2 idi. Kanıtlar, bu proteinlerin verimli protein konsantrasyonunu ve lokalizasyonunu kontrol ettiğini ve düzenlediğini desteklemektedir.

Nöronal onarımdaki roller

Tıp alanında, hücre-hücre fusojenlerinin aksonal sinir onarımlarında kullanımlarını test etmek ve diğer sinir hücreleriyle olan yararlarını belirlemek için deneyler yapılır. Sinir onarımı için mevcut yöntem, sinirlerin kesik uçlarının dikilmesidir. Bu, onarılan sinirler için düşük bir işlevsellik oranı ile uzun bir iyileşme sürecine sahiptir. Potansiyel bir cevap olarak hücre-hücre füzojenleri düşünüldüğünde, araştırmacılar bu füzojenleri füzyon mekanizmalarına dayalı olarak iki gruba ayırdılar: hücre agregasyonu ve membran modifikasyonu. Bir fusogen PEG'nin her iki gruba da uyduğu bulundu. İnsanlarda sinir hücrelerini restore etmeyi mümkün kılan bu fusojendi. Ameliyatlar belirli bir zaman çerçevesi içinde olduğunda (insan sinir onarımı için 12 saat ve siyatik sıçan tedavileri için 24 saat), hastanın iyileşmesi neredeyse başarılı oldu. Bu araştırma ile insan sinir greftlerini onarma potansiyeli var. İncelenen hücre-hücre fusojenlerinin bazı potansiyel kullanımları, kanser aşıları ve hasarlı hücrelerin yenilenmesidir. Ek olarak, vücuttaki herhangi bir periferik sinir onarılabilir ve aktarılan dokular, duyular geri döner dönmez çalışabilir. Son olarak, sinirler üzerinde yapılan herhangi bir ameliyat da onarılabilir ve böylece daha hızlı bir iyileşme sağlanır.

Ayrıca bakınız

• Hücre zarı
• Hücresel farklılaşma
• Füzyon mekanizması
• Membran füzyonunda interbilayer kuvvetleri
• Lipid çift katmanlı füzyon

Referanslar

Dış bağlantılar

• Biyokimya ve Moleküler Biyoloji at Curlie