세포 내 수백 개의 myosin 10이 filopodia에 밀집되어 있어 actin 위에 교통 체증을 일으킬 수 있다

Core Concepts

filopodia 내에는 수백 개의 myosin 10 분자가 밀집되어 있으며, 이는 actin 위에 교통 체증을 일으킬 수 있다.

Abstract

이 연구는 myosin 10(Myo10)의 세포 내 분포와 동역학을 정량적으로 분석하였다. 주요 결과는 다음과 같다:

U2OS 세포에서 exogenous Myo10 발현 시 전체 Myo10의 약 6%만이 filopodia에 국재한다. 그러나 filopodia 당 수백 개의 Myo10이 관찰되며, 이들의 분포는 로그 정규 분포를 보인다.

일부 filopodia 끝에는 actin 결합 부위보다 더 많은 Myo10이 존재한다. 이는 Myo10의 과밀로 인한 교통 체증을 야기할 수 있다. 이때 과잉 Myo10은 actin이 아닌 세포막에 결합할 수 있다.

filopodia 개시 시 중간값 160개의 Myo10이 모이며, 이후 filopodia 성장 단계에서 추가적으로 수백 개의 Myo10이 축적된다. 그러나 filopodia 수축 시에는 Myo10 축적이 멈춘다.

Myo10 양이 증가할수록 filopodia의 개시, 성장, 수축 속도가 감소한다. 이는 과다한 Myo10이 filopodia 동역학을 억제하는 것으로 보인다.

이 연구는 filopodia 내 Myo10의 정량적 분포와 동역학을 제시하여, 이 좁은 세포 내 공간에서 Myo10, 세포막, actin이 어떻게 상호작용하는지에 대한 통찰을 제공한다.

Stats

filopodia 개시 시 Myo10 분자 수의 중간값은 160개이며, 최소값은 52개이다.
filopodia 2차 성장 단계 시 Myo10 분자 수의 중간값은 290개이다.
filopodia 수축 시 Myo10 분자 수의 중간값은 240개이다.
filopodia 당 Myo10 분자 수의 중간값은 730개이며, 최대값은 80,000개이다.
filopodia 끝에서 Myo10 농도는 최소 6 μM에서 최대 560 μM 범위이다.

Quotes

"filopodia 내에는 수백 개의 Myo10 분자가 발견되며, 이는 좁은 막 구획 내에서 Myo10, 화물, 기타 filopodia 관련 단백질의 포장 물리학에 대한 통찰을 제공한다."
"Myo10 양이 증가할수록 filopodia의 개시, 성장, 수축 속도가 감소한다. 이는 과다한 Myo10이 filopodia 동역학을 억제하는 것으로 보인다."

Key Insights Distilled From

Pushed to the edge: hundreds of myosin 10s pack into filopodia and could cause traffic jams on actin

by Shangguan,J.... at www.biorxiv.org 06-26-2023

https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.06.26.546598v2

Deeper Inquiries

filopodia 내 Myo10 과밀이 세포 기능에 어떤 영향을 미치는가?

Myo10이 filopodia 내에서 과도하게 축적될 때 세포 기능에 영향을 미칠 수 있습니다. 먼저, Myo10이 actin에 결합하는 과정에서 다른 actin 결합 단백질들과 경쟁할 수 있습니다. 이는 actin 구조의 변형이나 Myo10의 활동을 제한할 수 있습니다. 또한, Myo10이 actin에 과도하게 결합하면 filopodia의 동역학을 방해할 수 있습니다. 이러한 상황은 filopodia의 성장, 이동 또는 수축에 영향을 미칠 수 있으며, 세포의 운동 능력이나 신호 전달에 이상을 초래할 수 있습니다.

Myo10 이외의 다른 단백질들이 filopodia 동역학에 어떤 역할을 하는가?

Myo10 이외의 다른 단백질들도 filopodia 동역학에 중요한 역할을 합니다. 예를 들어, focal adhesion 단백질이나 actin 관련 단백질들은 filopodia의 형성, 성장 및 안정성에 기여할 수 있습니다. 이러한 단백질들은 actin 구조의 조직화, 세포 외막과의 상호 작용, 세포 운동 및 신호 전달에 관여하여 filopodia의 형태와 기능을 조절합니다. 또한, Myo10과 상호 작용하는 다른 단백질들은 Myo10의 활성화, 이동 및 결합을 조절하여 filopodia의 동역학을 조정할 수 있습니다.

filopodia 내 Myo10 분포와 동역학이 세포 병리학과 어떤 관련이 있는가?

filopodia 내 Myo10 분포와 동역학은 세포 병리학적 상태와 관련이 있습니다. 예를 들어, Myo10의 과도한 축적이 세포의 이동 능력이나 성장에 이상을 일으킬 수 있습니다. 또한, Myo10의 비정상적인 분포는 세포의 균형을 깨뜨릴 수 있으며, 이는 세포의 기능에 영향을 줄 수 있습니다. 더 나아가, Myo10과 다른 단백질들 간의 상호 작용이 세포 병리학적 과정에 영향을 미칠 수 있으며, 이는 질병의 발생이나 진행에 연결될 수 있습니다. 따라서, filopodia 내 Myo10의 분포와 동역학을 이해하는 것은 세포 병리학적 연구 및 질병 메커니즘을 이해하는 데 중요한 역할을 할 수 있습니다.