科学者は何年もの間、フィラメントを「駆動」する分子モーターが細胞骨格に沿って細胞貨物を動かすことができる方法を理解しようとしてきました。しかし、これらの糸状構造自体の組織と規制はよく理解されていません。
国立衛生研究所の一部である国立小児健康と人間開発研究所（NICHD）の科学者とその協力者は、広く信じられているように、細胞骨格が静的で動かない構造ではないことを発見しました。代わりに、細胞骨格は動的な変化を受け、セルが絶えず変化する環境に適応できるようにします。研究者たちはまた、アクトミオシン皮質（AC）と呼ばれる分子の複合体が、細胞骨格の再配列と細胞の動きを駆動する機械的変化を開始することを発見しました。
「細胞骨格フィラメントは、ACによって駆動される動的な変化を起こし、その制御細胞の形状、動き、および分裂を駆動します」と、主任研究者のフランク・ペレス博士は述べました。 「この発見は、科学者が細胞骨格を見た伝統的な方法を変え、細胞の移動を理解し、細胞骨格がどのようにヒト疾患に寄与するかを理解することに影響を与えます。」
研究チームは、最先端のイメージングを使用して、ライブの3次元のゼブラフィッシュ胚を調べて、細胞骨格の動的な性質とACの機能を明らかにしました。研究者は、ジャーナル発達細胞における彼らの発見を報告しています。
NICHDチームは、発達中に細胞が急速かつ広範な動きを受けるため、ゼブラフィッシュ胚の細胞骨格を調べることを選択しました。彼らは、細胞膜の下にあるバンドルされたアクチンフィラメントとミオシン運動タンパク質のネットワークであるACに焦点を当てました。 ACは、細胞形状の変化を機械的に駆動するために収縮します。高度な顕微鏡技術を使用して、チームは、ACに特異的に結合する遺伝的にコードされた蛍光タグを発現するゼブラフィッシュ胚を画像化しました。
チームは、細胞骨格とACが相互接続されており、「統一された細胞骨格」として機能することを発見しました。 ACは細胞骨格の再配置と細胞の動きを促進する細胞張力を制御します。これらの発見は、細胞がどのように監督された動きを達成し、形状の変化を受ける方法を理解するための新しいフレームワークを提供します。
「細胞骨格は、細胞の動きの原因であるだけでなく、胚形成中の組織レベルの動きと臓器の発達を促進します」とペレス博士は述べました。 「調節不全の細胞骨格ダイナミクスは、癌やその他のヒト障害だけでなく、神経発達疾患に寄与し、我々の発見の潜在的な臨床的影響を強調しています。」
