Διαπλεκόμενο και λεπτώς ισορροπημένο: Μορφολογία, δυναμική, λειτουργία και ασθένειες του ενδοπλασματικού δικτύου, Μέρος 6

Το ER μπορεί επίσης να προσκολληθεί στατικά σε μικροσωληνίσκους, είτε μέσω άκρων σωληναρίων, συνδέσεων, κατά μήκος του μήκους του σωληναρίου [187,232]. Στατικοί σύνδεσμοι μεταξύ του ER και των μικροσωληνίσκων ενδέχεται να σχηματίζονται από τις προαναφερθείσες πρωτεΐνες CLIMP-63 [15], p180 [16,194], REEP1 [17] και Sec61 [234].

Η πρωτεΐνη είναι ένα από τα σημαντικά θρεπτικά συστατικά που είναι απαραίτητα για τον οργανισμό μας. Μας βοηθά να χτίσουμε και να διατηρήσουμε τη δομή των ιστών του σώματος, να συνθέσουμε ένζυμα και ορμόνες κλπ. Αυτό όμως που ίσως δεν γνωρίζετε είναι ότι είναι επίσης πολύ σημαντικό για τη μνήμη μας.

Οι πρωτεΐνες είναι οι βασικές μονάδες που συνθέτουν τους νευρώνες και τους νευροδιαβιβαστές, οι οποίοι αποτελούν βασικές δομές στον εγκέφαλό μας για τη μετάδοση πληροφοριών και την αποθήκευση της μνήμης. Επομένως, οι πρωτεΐνες παίζουν ζωτικό ρόλο στον εγκέφαλο.

Πολλές μελέτες δείχνουν ότι η κατανάλωση αρκετής πρωτεΐνης μπορεί να βελτιώσει τη μνήμη μας, να αυξήσει την εστίαση και τη συγκέντρωσή μας και να μας βοηθήσει να χρησιμοποιήσουμε και να επεξεργαστούμε καλύτερα τις πληροφορίες.

Η πρωτεΐνη μπορεί επίσης να επηρεάσει τη διάθεση και τα συναισθήματά μας. Στον εγκέφαλό μας, οι πρωτεΐνες μπορούν να αυξήσουν την αίσθηση ευχαρίστησης και συναισθηματικής ισορροπίας παράγοντας νευροδιαβιβαστές όπως η ντοπαμίνη και η νορεπινεφρίνη.

Επιπλέον, η πρωτεΐνη μπορεί να μας βοηθήσει να διατηρήσουμε ένα υγιές σώμα και να βελτιώσουμε τον μεταβολικό μας ρυθμό και την αντίσταση του οργανισμού σε ασθένειες, διασφαλίζοντας έτσι ότι μπορούμε να εστιάζουμε καλύτερα και να επεξεργαζόμαστε πληροφορίες.

Γενικά, η πρωτεΐνη σχετίζεται πολύ στενά με τη μνήμη, τη διάθεση και άλλες πτυχές. Ως εκ τούτου, θα πρέπει να δίνουμε προσοχή στην αύξηση της πρόσληψης πρωτεϊνών για να διασφαλίσουμε ότι το σώμα και ο εγκέφαλός μας μπορούν να λάβουν επαρκή υποστήριξη και προστασία, ώστε να αξιοποιήσουμε καλύτερα τη νοημοσύνη και τα ταλέντα μας. Μπορεί να φανεί ότι πρέπει να βελτιώσουμε τη μνήμη και το Cistanche deserticola μπορεί να βελτιώσει σημαντικά τη μνήμη, επειδή το Cistanche deserticola μπορεί επίσης να ρυθμίσει την ισορροπία των νευροδιαβιβαστών, όπως η αύξηση των επιπέδων ακετυλοχολίνης και αυξητικών παραγόντων. Αυτές οι ουσίες είναι πολύ σημαντικές για τη μνήμη και τη μάθηση. Επιπλέον, το Cistanche deserticola μπορεί επίσης να βελτιώσει τη ροή του αίματος και να προωθήσει την παροχή οξυγόνου, η οποία μπορεί να εξασφαλίσει ότι ο εγκέφαλος λαμβάνει επαρκή θρεπτικά συστατικά και ενέργεια, βελτιώνοντας έτσι τη ζωτικότητα και την αντοχή του εγκεφάλου.

Κάντε κλικ στα συμπληρώματα γνώσης για να βελτιώσετε τη μνήμη

Αυτοί οι σύνδεσμοι έχουν υποτεθεί ότι ρυθμίζουν την ένταση και την τοποθέτηση του δικτύου ER [235]. Είναι επίσης πιθανό η προσκόλληση ER να σταθεροποιεί τους μικροσωληνίσκους, όπως έχει φανεί για το p180 στους άξονες [194].
Ένα πρόβλημα με την αξιολόγηση αυτού είναι ότι η υπερέκφραση μιας πρωτεΐνης που δεσμεύει μικροσωληνίσκους μπορεί να προκαλέσει σταθεροποίηση (π.χ. [16,234]) που μπορεί να μην παρατηρηθεί σε ενδογενή επίπεδα. Ωστόσο, αυτή η πιθανή αμοιβαιότητα μεταξύ σωληναρίων ER και μικροσωληνίσκων θα είναι σημαντικό να ληφθεί υπόψη στο μέλλον, κυρίως επειδή οι σταθεροποιημένοι μικροσωληνίσκοι θα ήταν ιδανικές διαδρομές για τη μεταφορά κινεσίνης-1 άλλων σωληναρίων ER.

3.1.4. Αλληλεπιδράσεις ER με τον κυτταροσκελετό της ακτίνης

Στα ζωικά κύτταρα, οι μικροσωληνίσκοι παίζουν τον κυρίαρχο ρόλο στην αναδιαμόρφωση του ER μέσω των εκπληκτικά ποικίλων μηχανισμών που περιγράφονται παραπάνω, ενώ στα φυτά, τα φύκια και ορισμένους μύκητες, η κινητικότητα με βάση την ακτίνη είναι το κλειδί (ανασκόπηση στο [236]).

Η κυτταροπλασματική ροή, η κατευθυνόμενη από τη μυοσίνη ροή του κυτταροπλάσματος, παίζει επίσης ρόλο στη δυναμική του ER φυτικών κυττάρων [237,238]. Είναι ενδιαφέρον ότι ένα νέο διαμέρισμα ER και σχετιζόμενο με μικροσωληνίσκους (EMAC) έχει εντοπιστεί σε φυτά που είναι αγκυρωμένα σε μικροσωληνίσκους. αντιστέκεται σε αυτή τη ροή [239]. Ομοίως, σταθερές σωληνοειδείς συνδέσεις ER έχουν επίσης παρατηρηθεί ότι συνδέονται με μικροσωληνίσκους [240].

Μια εκπληκτική ανάγκη για αγκύρωση του ER έχει επίσης παρατηρηθεί στους νηματώδεις C. elegans, όπου η απώλεια ενός ER και της εντοπισμένης σε πυρηνικό φάκελο νεσπρίνης, ANC-1, οδηγεί σε ανεξέλεγκτη ροή του ER, των μιτοχονδρίων και των σταγονιδίων λιπιδίων λόγω δυνάμεις που δημιουργούνται ως wormcrawls [241]. Ωστόσο, δεν είναι ακόμη σαφές με ποιο κυτταροσκελετικό συστατικό συνδέεται το ANC-1.

Σε ζωικά κύτταρα, η κινητικότητα του ER που καθοδηγείται από τη μυοσίνη V μπορεί να συμβάλλει στην κίνηση του ER μικρής εμβέλειας (π.χ., [211,242]). Επιπλέον, οι πρωτεΐνες φιλαμίνης μπορεί να δεσμεύουν το ER με την ακτίνη σε εμβρυονικούς ινοβλάστες ποντικού [243] και οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ του ER και των νημάτων ακτίνης μέσω της μυοσίνης1c μπορεί να σταθεροποιήσουν τα φύλλα [188].

Ο βαθμός εξάρτησης του δικτύου ER στον κυτταροσκελετό ακτίνης διαφέρει μεταξύ των τύπων κυττάρων, καθώς ο αποπολυμερισμός των νηματίων ακτίνης με κυτταροχαλασίνη είχε μικρή επίδραση στην κατανομή του δικτύου ER στα κύτταρα VERO [20], ενώ στην κυτταρική σειρά τύπου επιθηλίου Huh-7, Ο αποπολυμερισμός της ακτίνης οδήγησε σε μικρότερα, λιγότερο άφθονα φύλλα ER στην κυτταρική περιφέρεια και ακανόνιστη τοποθέτηση του ER, με μεγάλες περιοχές των κυττάρων χωρίς το οργανίδιο [188].

Επιπλέον, όταν οι μικροσωληνίσκοι αποπολυμερίζονται, παρατηρείται μια αργή, εξαρτώμενη από την ακτίνη συστολή του ER προς το κυτταρικό κέντρο σε ορισμένους [23,186,244] αλλά όχι σε όλους τους [20] καλλιεργημένους τύπους κυττάρων, αποδεικνύοντας ότι οι αλληλεπιδράσεις ER-ακτίνης επηρεάζουν τη μορφολογία του ER. -Η απεικόνιση ζωντανών κυττάρων ανάλυσης έχει αποκαλύψει επέκταση ERtubule ανεξάρτητη από μικροσωληνίσκους [38], η οποία μπορεί κάλλιστα να οφείλεται στην κινητικότητα που βασίζεται στην ακτίνη.

3.2. Διακυμάνσεις δικτύου

Οι σωληνίσκοι, οι διασταυρώσεις και τα φύλλα που συνθέτουν το ενδοπλασματικό δίκτυο κυμαίνονται με την πάροδο του χρόνου. Ακόμη και τα καθιερωμένα στοιχεία του δικτύου που δεν αναδιατάσσονται ενεργά δεν είναι ακίνητα αλλά μάλλον ταλαντεύονται γύρω από μια θέση. Δεδομένης της πολύπλοκης μορφολογίας και της γρήγορης δυναμικής του ER, η ποσοτικοποίηση της κίνησης του ER είναι μια τρέχουσα πρόκληση στο πεδίο. Ένα ευρέως αποδεκτό μέτρο δυναμικής είναι η μέση τετραγωνική μετατόπιση (MSD).

Το MSD είναι ένα μέτρο της απόστασης που αναμένεται να διανύσει ένα αντικείμενο σε έναν καθορισμένο χρόνο. Για να υπολογίσετε το MSD, αρχικά βρίσκεται η διαφορά στη θέση μεταξύ του αντικειμένου σε έναν αρχικό χρόνο και του αντικειμένου σε μεταγενέστερο χρόνο.

Κάθε ζεύγος σημείων που χωρίζεται με την ίδια χρονική διαφορά (ή χρόνο καθυστέρησης) λαμβάνεται υπόψη και η μέση διαφορά θέσης για όλα αυτά τα ζεύγη δίνει το MSD σε αυτόν τον συγκεκριμένο χρόνο καθυστέρησης. Μαθηματικά, το MSD, h∆r2(τ)i, ορίζεται ως:

όπου x(t) και y(t) δίνουν τη θέση του αντικειμένου τη στιγμή t και τ είναι ο χρόνος υστέρησης. Η προσαρμογή του νόμου ισχύος στο MSD επιτρέπει την περιγραφή της κίνησης ως διάχυτη, υπο-διαχυτική, ή υπερ-διαχυτική. Η διάχυση, ή η κίνηση Brown, περιγράφει διαδικασίες όπως η σταδιακή ανάμιξη περιοχών υψηλών και χαμηλών συγκεντρώσεων για να σχηματιστεί μια ομοιόμορφη κατανομή. Η διαχυτική κίνηση των MSD ακολουθεί το h∆r2(τ)i ∝ τ. Η ανώμαλη διάχυση είναι ο όρος που χρησιμοποιείται για να περιγράψει περιπτώσεις στις οποίες η MSD δεν είναι διάχυτη. Η υπερ-διάχυση περιγράφει την ενεργή μεταφορά, όπως η κίνηση που καθοδηγείται από πρωτεΐνες του κινητήρα, και τα ΜΣΔ ακολουθούν το hΔr2(τ)i ∝ τ όπου 1 < < 2. Από την άλλη πλευρά, η υπο-διάχυση σχετίζεται με την κίνηση σε ένα πολυσύχναστο περιβάλλον και αποτελέσματα σε MSD με εκθέτες < 1.

Με την παρακολούθηση σημείων στο δίκτυο ER και τον υπολογισμό των MSD αυτών των τροχιών, έχουν διευκρινιστεί πληροφορίες σχετικά με τη δυναμική μεμονωμένων στοιχείων του ER. Οι συνδέσεις ER έχει βρεθεί ότι κινούνται υπο-διαχυτικά, με τρόπο που εξαρτάται από τους μικροσωληνίσκους [245]. Η θεραπεία με νοκοδαζόλη μείωσε τον αριθμό των διαχυτικών και υπερ-διαχυτικών συνδέσεων, υποδεικνύοντας ότι οι αλληλεπιδράσεις με τις πρωτεΐνες του κινητήρα μπορεί να είναι η αιτία της κατευθυνόμενης κίνησης σύνδεσης. Τα σωληνάρια στο δίκτυο ER ταλαντώνονται υποδιαχυτικά γενικά, με μέσο εκθέτη MSD 0,5 [25].

Αυτό το αποτέλεσμα δεν συμφωνεί με τη θεωρητική πρόβλεψη του h∆r2(τ)i ∝ τ1/2 για ημι-εύκαμπτο πολυμερές που ταλαντώνεται θερμικά σε ένα ιξώδες μέσο [246]. Αυτά τα αποτελέσματα υποδεικνύουν ότι η κίνηση του δικτύου είναι περιορισμένη, κάτι που είναι σύμφωνο με την κίνηση σε πολυσύχναστα περιβάλλοντα όπως το κυτταρόπλασμα. Πρόσφατα, τα πλήρη περιγράμματα των μεμονωμένων σωληναρίων έχουν επίσης παρακολουθηθεί, με αποτέλεσμα μια πιο λεπτομερή περιγραφή της δυναμικής των σωληναρίων ER [27]. Οι κατανομές των κάθετων μετατοπίσεων από τη μέση θέση της ραχοκοκαλιάς του σωληναρίου βρέθηκαν για σημεία κατά μήκος του περιγράμματος του σωληναρίου.

Υπολογίστηκε η ασυμμετρία ή η λοξότητα αυτών των κατανομών. Η σημαντική λοξότητα υποδεικνύει ενεργή, καθοδηγούμενη δυναμική, ενώ οι θέσεις με αμελητέα κλίση περιέγραψαν σημεία που ταλαντώνονται θερμικά, χωρίς ενεργές επιρροές. Η πλειονότητα των σημείων ταλαντώθηκε θερμικά, ωστόσο, το ένα τρίτο των σημείων που παρακολουθήθηκαν κυμάνθηκαν ενεργά. Δυναμικές συστολές και εξογκώματα στη διάμετρο των σωληναρίων ER έχουν επίσης παρατηρηθεί [38,181], αν και τα χαρακτηριστικά αυτών των ταλαντώσεων δεν έχουν ακόμη αναλυθεί σε βάθος. Ως αποτέλεσμα τόσο των μελετών MSD όσο και της παρακολούθησης περιγράμματος, τα σωληνάρια ER πιστεύεται ότι ταλαντώνονται υπο-διαχυτικά γενικά, με την ενεργή δυναμική να εμφανίζεται περιστασιακά κατά μήκος της ραχοκοκαλιάς του σωληναρίου. Οι υπο-διαχυτικές διακυμάνσεις είναι πιθανό να προκαλούνται από την κίνηση και το συνωστισμό του κυτταροπλάσματος, ενώ η ενεργή δυναμική μπορεί να προκαλείται από πρωτεΐνες κινητήρα ή θέσεις επαφής μεμβράνης με οργανίδια διακίνησης.

Η δυναμική των φύλλων δεν έχει μελετηθεί τόσο λεπτομερώς όσο η δυναμική των σωληνωτών. Αυτό οφείλεται πιθανώς στη δυσκολία στον ποσοτικό προσδιορισμό της κίνησης των ελασματοειδών αντικειμένων, ιδιαίτερα αυτών που βρίσκονται μέσα στα ζωντανά κύτταρα. Συγκεκριμένα, οι ελασματώδεις περιοχές του ER βρίσκονται συχνά στα παχύτερα μέρη του κυττάρου κοντά στον πυρήνα, στα οποία το φως εκτός εστίασης από άλλα αεροπλάνα απεικόνισης καθιστά δύσκολη τη λήψη ενός βίντεο που δείχνει μόνο ένα στρώμα φύλλων ER. Ακόμη και με καθαρά βίντεο που δείχνουν φύλλα ER, η ποσοτικοποίηση της δυναμικής των ελασματοειδών μεμβρανών είναι δύσκολη λόγω της έλλειψης αποδεκτών μεθόδων για την περιγραφή της δυναμικής των φύλλων. Δύο πιθανά μέτρα της δυναμικής των φύλλων είναι η ταχύτητα των άκρων των φύλλων και οι εκτός επιπέδου διακυμάνσεις των φύλλων. Από ό,τι γνωρίζουμε, καμία από αυτές τις προσεγγίσεις δεν έχει ακόμη εφαρμοστεί για περιπυρηνικά φύλλα ER in vivo. Έχουν γίνει θεωρητικές προβλέψεις για τις εκτός επιπέδου διακυμάνσεις των φύλλων μεμβράνης.

Η MSD αυτών των κυματισμών προβλέπεται να αυξήσει asτ2/3 για τις ελεύθερες μεμβράνες και πιο αργά, όπως ln(τ), για τις μεμβράνες υπό τάση [246]. Πειραματικά, ορισμένες μελέτες έχουν εξετάσει τη δυναμική του ελασματοειδούς ER στην κυτταρική περιφέρεια. Οι Joensuu et al. [188] ανακάλυψε ότι η θέση και η δυναμική των περιφερειακών φύλλων ER εξαρτώνται από τις συστοιχίες νημάτων ακτίνης και τις εστίες. Τα φύλλα ER βρέθηκαν να αναδιατάσσονται δυναμικά ως απόκριση στην κίνηση των δομών ακτίνης. Η εξαφάνιση της ακτίνης οδήγησε στο να γεμίσουν τα φύλλα ER στο χώρο που έμεινε πίσω και ο σχηματισμός νέων δομών ενεργοποίησης προκάλεσε το άνοιγμα μιας πέτρας σε ένα φύλλο ER. Μελετήθηκε επίσης η δυναμική των φύλλων.

Τα φύλλα κυμαίνονταν σε μια μικρή περιοχή και δεν έδειχναν προτίμηση για κατεύθυνση σε κύτταρα που δεν είχαν υποστεί επεξεργασία. Η θεραπεία με τον αναστολέα πολυμερισμού ακτίνης, latrunculinA, αύξησε την πλευρική κίνηση των φύλλων καθώς και την αναλογία των φύλλων που υφίστανται σχάση, σύντηξη ή μετασχηματισμό σε σωληνάρια. Οι μελέτες που περιγράφονται σε αυτήν την ενότητα δείχνουν ότι οι διακυμάνσεις των καθιερωμένων δομών εντός του ER είναι περίπλοκες, ποικίλες και επηρεάζεται από πολλά υποκυτταρικά οργανίδια και διαδικασίες. Η αλληλεπίδραση μεταξύ της δυναμικής του ER και της δυναμικής άλλων υποκυτταρικών οργανιδίων και δομών μόλις αρχίζει να γίνεται κατανοητή και η γόνιμη έρευνα σε αυτόν τον τομέα αναμένεται σύντομα.

3.3. Δυναμική μεμβράνης και αυλικών εξαρτημάτων

Οι διεργασίες που πραγματοποιούνται από το ER περιλαμβάνουν μια αφθονία διαμεμβρανικών και αυλικών πρωτεϊνών, πολλές από τις οποίες κινούνται προς αναζήτηση συνεργατών που αλληλεπιδρούν. Η δυναμική αυτών των πρωτεϊνών, καθώς και τα λιπίδια που σχηματίζουν τη μεμβράνη ER, μπορεί να επηρεάσουν τη συνολική δυναμική του οργανιδίου.

Τεχνικές φθορισμού όπως η παρακολούθηση ενός σωματιδίου (SPT), η ανάκτηση φθορισμού μετά τη φωτολεύκανση (FRAP) και η φασματοσκοπία συσχέτισης φθορισμού (FCS, reviewedin [247]) έχουν χρησιμοποιηθεί για την ποσοτικοποίηση της κίνησης των λιπιδίων και των πρωτεϊνών. Η προσομοίωση υπολογιστή έχει επίσης χρησιμοποιηθεί για τη μελέτη της δυναμικής των αντικειμένων που είναι ενσωματωμένα σε μεμβράνες, καθώς οι φθορίζοντες ανιχνευτές που χρησιμοποιούνται για την παρακολούθηση υποκυτταρικών αντικειμένων θεωρείται ότι εμποδίζουν τη δυναμική. Υψηλές συγκεντρώσεις της φθορίζουσας χρωστικής Rhodamine προτείνεται να προκαλούν υδροδυναμική οπισθέλκουσα, μειώνοντας τον συντελεστή διάχυσης των αντικειμένων ενδιαφέροντος έως και 20% [248].

Είναι γνωστό ότι πολλές ιδιότητες της μεμβράνης επηρεάζουν τη δυναμική των διαμεμβρανικών και αυλικών συστατικών: λιπιδικές σχεδίες, συγκέντρωση πρωτεΐνης, κατάσταση αναδίπλωσης πρωτεΐνης, κυτταροσκελετικές αλληλεπιδράσεις και τάση της μεμβράνης. Οι λιπιδικές σχεδίες είναι τομείς ομαδοποιημένων λιπιδίων και πρωτεϊνών που κινούνται εντός της διπλής στοιβάδας [249]. Η διάχυση βρέθηκε να είναι πιο αργή κατά δύο φορές μέσα στις λιπιδικές σχεδίες [250], και τα λιπίδια και οι πρωτεΐνες μπορεί να περιοριστούν παροδικά σε αυτές τις σχεδίες, στις οποίες παρατηρήθηκε μια παρεμποδισμένη, υπο-διαχυτική κίνηση [251].

Οι υψηλότερες συγκεντρώσεις πρωτεϊνών εντός της λιπιδικής διπλοστοιβάδας είναι επίσης γνωστό ότι επιβραδύνουν την πλευρική διάχυση [252], με τις προσομοιώσεις να καταλήγουν στο συμπέρασμα ότι η πλευρική διάχυση σε πολύ γεμάτες μεμβράνες ήταν παράγοντας 5-10 πιο αργή από ό,τι στις αραιές μεμβράνες [253]. Τα πειράματα FCS έδειξαν επίσης ότι η κατάσταση αναδίπλωσης των διαμεμβρανικών πρωτεϊνών επηρεάζει την κίνησή τους εντός της μεμβράνης ER. Αναλύθηκαν αρκετές πρωτεΐνες, όλες από τις οποίες βρέθηκαν να κινούνται υποδιαχυτικά [254]. Ο ανώμαλος εκθέτης του ξεδιπλωμένου VSVG βρέθηκε να είναι χαμηλότερος από αυτόν της διπλωμένης μορφής του.

Αυτό υπογραμμίζει την πιο παρεμποδισμένη δυναμική των ξεδιπλωμένων πρωτεϊνών. Η σύνδεση της καλνεξίνης, μιας διαμεμβρανικής πρωτεΐνης συνοδού, με το ξεδιπλωμένο VSVG προκάλεσε μια αύξηση στον ανώμαλο εκθέτη έτσι ώστε η κίνηση να μην διακρίνεται από την αναδιπλωμένη μορφή. Αυτό το αποτέλεσμα υποδεικνύει ότι η καλνεξίνη μπορεί να αποτρέψει τον σχηματισμό επιβλαβών ακίνητων δομών μη αναδιπλωμένων πρωτεϊνών. Οι συγκρούσεις μεταξύ των κυτταροπλασματικών περιοχών των διαμεμβρανικών πρωτεϊνών και των κυτταροσκελετικών νημάτων είναι επίσης γνωστό ότι επιβραδύνουν την πλευρική κίνηση εντός των διπλών στοιβάδων λιπιδίων [255], όπως έχει δειχθεί για τον υποδοχέα τρανσφερίνης (TfR). στην πλασματική μεμβράνη. Υπό κανονικές συνθήκες, παρατηρήθηκε αργή, περιορισμένη κίνηση του TfR. Όταν η ακτίνη αποπολυμερίστηκε με λατρουνκουλίνη, παρατηρήθηκε ελεύθερη διάχυση [256].

Πειράματα φωτοενεργοποίησης σε φυλλοεπιδερμικά κύτταρα καπνού, ωστόσο, διαπίστωσαν ότι οι διαμεμβρανικές πρωτεΐνες στο ER εμφάνισαν πιο αργή, διάχυτη δυναμική όταν υποβλήθηκαν σε θεραπεία με λατρουνκουλίνη Β σε σύγκριση με τη δραστική δυναμική που παρατηρήθηκε σε κύτταρα που δεν υποβλήθηκαν σε θεραπεία [257]. Αυτό πιθανότατα οφείλεται στην αναδιοργάνωση του ER στα φυτικά κύτταρα που προκαλείται από τη μυοσίνη (Ενότητα 3.1.4). Ένα άλλο παράδειγμα διαμεμβρανικής πρωτεϊνοδυναμικής που μεταβάλλεται από κυτταροσκελετικές αλληλεπιδράσεις είναι η κίνηση των θέσεων εξόδου ER. Το ERES μετακινείται υπο-διαχυτικά κατά μήκος των σωληναρίων ER με τρόπο εξαρτώμενο από μικροσωληνίσκους [61,180].

Οι χαμηλότεροι ανωμαλοί εκθέτες και οι μικρότεροι συντελεστές διάχυσης μετρήθηκαν όταν τα κύτταρα υποβλήθηκαν σε επεξεργασία με νοκοδαζόλη, υποδεικνύοντας ότι η μικροσωληνοειδής δραστηριότητα προάγει τη δυναμική του ERES. μεταβάλλοντας τους ανώμαλους εκθέτες τους [258]. Οι ανώμαλοι εκθέτες ήταν υπο-διαχυτικοί, με τιμή ~0.75 που παρατηρήθηκε για όλες τις τάσεις της μεμβράνης. Η δυναμική βρέθηκε επίσης να εξαρτάται από την κατεύθυνση στις προσομοιώσεις υπολογιστή.

Οι αποκλίσεις στην κατεύθυνση κάθετα προς τη διπλή στιβάδα βρέθηκαν περιορισμένες, ενώ η πλευρική κίνηση στο επίπεδο της διπλής στιβάδας δεν ήταν [259]. Συνολικά, αυτά τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η δυναμική των λιπιδίων της μεμβράνης και των διαμεμβρανικών πρωτεϊνών είναι πολύπλοκη και εξαρτάται από τη σύνθεση και κατάσταση της λιπιδικής διπλής στοιβάδας και κατά τις αλληλεπιδράσεις με τον κυτταροσκελετό. Η δυναμική των υποστρωμάτων εντός του αυλού του ER έχει επίσης μετρηθεί πειραματικά. Η μεταφραστική διάχυση πρωτεϊνών εντός του αυλού του ER διερευνήθηκε για πρώτη φορά πειραματικά χρησιμοποιώντας πράσινη φθορίζουσα πρωτεΐνη (GFP) το 1999 [260]. Η κίνηση του GFP στον αυλό του ER βρέθηκε να είναι σημαντικά πιο αργή από ότι στο κυτταρόπλασμα και στα μιτοχόνδρια.

Η δυναμική της καλρετικουλίνης, μιας αυλικής πρωτεΐνης συνοδού, βρέθηκε ότι εξαρτάται από το αναδιπλούμενο περιβάλλον του ER [261]. Σε κύτταρα σε ηρεμία, η καλρετικουλίνη βρέθηκε να λαμβάνει εύκολα δείγματα ολόκληρου του ER, ενώ πιο αργοί συντελεστές διάχυσης παρατηρήθηκαν σε κύτταρα που μεταβολίζουν ενεργά. Τα πειράματα παρακολούθησης ενός σωματιδίου αποκάλυψαν ότι τόσο η καλρετικουλίνη όσο και οι στοχευμένες με ER αυλικές πρωτεΐνες HaloTag κινούνταν με πιο αργές ταχύτητες στις διασταυρώσεις ER από ό,τι στα σωληνάρια [181]. Ο ταχύτερος πληθυσμός μειώθηκε κατά την εξάντληση του ΑΤΡ, υποδεικνύοντας ότι η εξαρτώμενη από το ΑΤΡ δυναμική που προκαλείται από πρωτεΐνες κινητήρα του ER μπορεί να συμβάλλει στη δυναμική των αυλικών συστατικών. Αυτή η διαφορά ταχύτητας μεταξύ των σωληναρίων και των συνδέσεων δεν παρατηρήθηκε για τη διαμεμβρανική συνοδό καλνεξίνη.

Η θεραπεία των κυττάρων Cos-7 με latrunculin B οδήγησε σε ταχύτερη δυναμική πρωτεΐνης αυλού, καθώς και αφαίρεση Ν-γλυκανών από τις πρωτεΐνες ενδιαφέροντος [262]. Αυτή η μελέτη, μαζί με τα πειράματα που χρησιμοποιούν TfR που περιγράφονται παραπάνω [256], δείχνει ότι η ακτίνη μπορεί να παίζει σημαντικό ρόλο στην κίνηση των πρωτεϊνών και των λιπιδίων στον αυλό και τη μεμβράνη του ER.A αιτιολογική σύνδεση μεταξύ της κίνησης του ER και της κίνησης των συστατικών που συνδέονται με τον αυλό ή τη μεμβράνη δεν έχει ακόμη κατασκευαστεί.

Ωστόσο, έχουν προταθεί αρκετές υποθέσεις. Γεωργιάδης κ.ά. πρότεινε ότι οι ταλαντώσεις των σωληναρίων ER προωθούν την ανάμιξη των αντιδρώντων εντός του αυλού, επιταχύνοντας τις βιοσυνθετικές διεργασίες που εκτελούνται στο ER [25]. Ομοίως, οι Stadler et al. προτείνουν ότι η κίνηση του ERES προκαλείται από διακυμάνσεις του δικτύου ER, οι οποίες εξαρτώνται έντονα από τους μικροσωληνίσκους [180].

Holcman et al. υιοθετήσει διαφορετική προσέγγιση και προτείνει ότι οι εξαρτώμενες από το ATP συστολές που μοιάζουν με περισταλτισμό σε διαμέτρους ERtubule προκαλούν ενεργή μεταφορά αυλικών συστατικών [181]. Είναι σαφές ότι η κίνηση του ER και η δυναμική των συστατικών που βρίσκονται στο ER συνδέονται και πιστεύεται ότι η κίνηση του ER αυξάνει την αποτελεσματικότητα των κυτταρικών διεργασιών που πραγματοποιούνται στο οργανίδιο, αν και αυτό δεν έχει ακόμη επιβεβαιωθεί.

For more information:1950477648nn@gmail.com