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細(xì)胞粘附是細(xì)胞相互作用的重要方式之一
點(diǎn)擊次數(shù)：1952 更新時(shí)間：2021-08-18
細(xì)胞粘附是細(xì)胞相互作用的重要方式之一，廣泛參與細(xì)胞的生長(zhǎng)遷移、組織發(fā)育、器官形成等生理過(guò)程，尤其在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的形成和可塑性調(diào)控中扮演重要角色。在過(guò)去的研究中，雖然許多細(xì)胞粘附分子或其片段的晶體結(jié)構(gòu)已經(jīng)獲得解析，但由于技術(shù)手段的限制，無(wú)法直接獲得細(xì)胞界面的結(jié)構(gòu)信息。因此這些分子在細(xì)胞界面的排列組織方式以及調(diào)控機(jī)制還不清楚，這也是研究細(xì)胞粘附以及細(xì)胞相互作用的主要難點(diǎn)。
細(xì)胞粘附分子Sidekick（包括Sdk1和Sdk2）屬于IgSF家族，可通過(guò)形成同源二聚體介導(dǎo)細(xì)胞粘附，在視網(wǎng)膜的發(fā)育和形成以及運(yùn)動(dòng)感知方面有著重要作用。該分子具有很長(zhǎng)的胞外段，包括6個(gè)Ig-like結(jié)構(gòu)域和13個(gè)FibronectinIII（FnIII）結(jié)構(gòu)域。在該項(xiàng)研究中，課題組成員相互協(xié)作，通過(guò)電鏡觀察發(fā)現(xiàn)，該分子的胞外段具有很強(qiáng)的柔性，并通過(guò)N端Ig-like結(jié)構(gòu)域形成同源二聚體。課題組首先解析了N端二聚體片段的晶體結(jié)構(gòu)，獲得了二聚體形成的結(jié)構(gòu)信息。接下來(lái)課題組利用熒光顯微鏡、高壓冷凍、光電聯(lián)合、超薄切片、電子斷層成像以及生化和分子生物學(xué)等多種手段，研究了Sdk分子在細(xì)胞界面的組裝模式，并獲得了細(xì)胞粘附界面的原位結(jié)構(gòu)模型。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，雖然該分子胞外段很長(zhǎng)，但其介導(dǎo)的細(xì)胞界面卻非常緊湊，并具有較為均勻的間距分布。其中Ig-like結(jié)構(gòu)域主要負(fù)責(zé)形成細(xì)胞間的反式（trans）連接，而FnIII結(jié)構(gòu)域則通過(guò)與細(xì)胞膜的相互作用起到了穩(wěn)定細(xì)胞界面的作用，從而闡釋了不同結(jié)構(gòu)域在形成細(xì)胞界面時(shí)的結(jié)構(gòu)和功能角色以及可能的調(diào)控機(jī)制。由于已發(fā)現(xiàn)的IgSF粘附分子數(shù)量眾多，其結(jié)構(gòu)域組成也有不少相似之處。因此，這項(xiàng)工作所建立的細(xì)胞粘附模型對(duì)理解IgSF家族分子介導(dǎo)的細(xì)胞相互作用模式具有普遍意義，尤其為研究細(xì)胞粘附在調(diào)控神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的特異性和可塑性方面提供了直接的結(jié)構(gòu)生物學(xué)模型。
