光镜下可以观察到的细胞结构（研究揭示了细胞是如何在细胞核下形成）
光镜下可以观察到的细胞结构（研究揭示了细胞是如何在细胞核下形成）肌球蛋白和肌动蛋白的作用新发现为应力光纤工具箱提供了一个重要的新特征。在三维组织环境中的细胞很少显示压力纤维前体，通常可见于细胞培养盘上迁移的细胞。因此，肌球蛋白脉冲介导的组装过程使在不同环境中迁移的细胞能够组装收缩结构。由于肌球蛋白脉冲已经在许多不同的细胞和组织类型中被观察到，这可能是在非肌肉组织中产生局部力量的一种普遍机制。“赫尔辛基大学和国外其他实验室先前的研究表明，应力纤维可以从小的肌动蛋白(Actin)和肌球蛋白(Myosin)的前体结构中产生于细胞的前端，应力纤维在细胞的后面随着细胞向前移动而分解。现在，我们揭示了一种全新的机制，使应力纤维可以在细胞中形成，并解释了为什么‘神秘’肌球蛋白脉冲出现在细胞皮层。”Pekka Lappalainen，生物技术学院教授“有趣的是，我们还观察到，这种类型的应激纤维在细胞核下最为突出，它储存了所有的遗传信息，是我们细胞中最大的细胞器。这可能
赫尔辛基大学的研究小组发现，负责骨骼肌收缩的运动蛋白肌球蛋白也在非肌肉细胞中发挥作用，在细胞膜的内面建立收缩结构。
这是第一次看到这样的“迷你肌肉”，它也被称为应力纤维，通过肌球蛋白驱动的重组细胞内的肌动蛋白丝网络自发地出现。细胞中这些“小肌肉”的组装缺陷会导致人类多种疾病的发生。
近期科研人员深入研究应力纤维组装的核心机制，揭示应力纤维是如何直接建立在细胞皮层：细胞膜内面的一种特殊的肌动蛋白纤维网络。这项研究由赫尔辛基大学的Pekka Lappalainen教授和Docent Sari Tojkander组成。他们发现，以前与动物发育过程中上皮组织的形状变化有关的肌球蛋白脉冲可以模板细胞皮层应力纤维的组装。
在这个过程中，非肌肉肌球蛋白II，一种与负责肌肉收缩的蛋白质密切相关的蛋白，在局部和时间上被招募到大脑皮层，它将最初网状的肌动蛋白丝网络组织成平行的杆状结构。然后，这些结构参与了肾上腺髓质束两端局灶性粘连的生长和成熟，最终在细胞皮层产生了应力纤维。
“赫尔辛基大学和国外其他实验室先前的研究表明，应力纤维可以从小的肌动蛋白(Actin)和肌球蛋白(Myosin)的前体结构中产生于细胞的前端，应力纤维在细胞的后面随着细胞向前移动而分解。现在，我们揭示了一种全新的机制，使应力纤维可以在细胞中形成，并解释了为什么‘神秘’肌球蛋白脉冲出现在细胞皮层。”
Pekka Lappalainen，生物技术学院教授
“有趣的是，我们还观察到，这种类型的应激纤维在细胞核下最为突出，它储存了所有的遗传信息，是我们细胞中最大的细胞器。这可能是皮层应激纤维保护细胞核或帮助细胞核与细胞体其他部分一起运动，”这项研究的主要作者Jaakko Lehtimak博士补充说。
新发现为应力光纤工具箱提供了一个重要的新特征。在三维组织环境中的细胞很少显示压力纤维前体，通常可见于细胞培养盘上迁移的细胞。因此，肌球蛋白脉冲介导的组装过程使在不同环境中迁移的细胞能够组装收缩结构。由于肌球蛋白脉冲已经在许多不同的细胞和组织类型中被观察到，这可能是在非肌肉组织中产生局部力量的一种普遍机制。
肌球蛋白和肌动蛋白的作用
我们的肌肉中最丰富的成分是肌球蛋白运动蛋白，以及由蛋白质肌动蛋白组装而成的棒状细丝。肌球蛋白运动蛋白沿肌动蛋白丝的协调“爬行”是产生肌肉收缩力的主要机制。然而，这种基于肌球蛋白的力产生并不局限于肌肉，因为我们体内其他组织中的细胞也有相似的收缩结构。这些非肌肉细胞的“小肌肉”，称为应力纤维，与肌肉的收缩单位由相同的中枢成员(肌动蛋白和肌球蛋白)组成。
在我们的身体内，骨骼肌通过肌腱附着在骨骼上，而特殊的粘附结构称为局灶粘连，将应力纤维与细胞周围的环境连接起来。这使得应力纤维能够感知和释放细胞与其周围环境之间的力量。除了是细胞中主要的感应力结构外，应力纤维对于细胞的适当分化也是很重要的，即细胞对身体中不同任务的专业化。当细胞在具有挑战性的三维组织环境中迁移时，它们也会保护细胞核。因此，细胞中应力纤维组装的缺陷会导致多种疾病。
更多资料：Lehtimäki J.I. et al. (2021) Generation of stress fibers through myosin-driven reorganization of the actin cortex. eLife. doi.org/10.7554/eLife.60710.
