Erkan Tüzel, PhD
우리의 각 세포 내에는 분자 모터와 필라멘트를 사용하여 단백질, 소기관 및 기타 작은 조각의화물을 내부 프레임 워크 또는 세포 골격을 이동시키는 분포 시스템이 있습니다. 이 위업을 달성하기 위해 모터와 필라멘트는화물 패키지를 둘러싸고있는 유연한 막을 잡아 당겨야하지만, 지질이라고 불리는 지방 분자로 만든이 막은 매우 온라인 슬롯 져 있습니다. 과학자들은 오랫동안 분자 수송 기계가 그립을 어떻게 유지할 수 있는지 궁금해했습니다.
분자 모터 및 막 역학의 기본 과학에 대한 지식이 온라인 슬롯 및 조직 발달, 상처 치유 및 면역 체계의 반응에 대한 이해를 더 잘 이해할 수 있기 때문에이 작업은 중요합니다. 그리고 암 온라인 슬롯가 단일 종양에서 신체의 다른 영역으로 퍼질 수있는 방법.
WPI (슬롯 사이트)와 펜실베이니아 대학교 (Penn)의 공동 연구 프로젝트 덕분에 그 답이 등장하기 시작했습니다. 주도Erkan Tüzel, PhD, WPI의 물리학 부교수, Pennsylvania Muscle Institute 및 Penn 's Perelman School of Medicine의 생리학 교수 인 Michael Ostap 박사 학위, 팀은 실험실 실험과 계산 모델링을 사용하여 모터 (myosin-1), 단백질에서 만든 단백질 (myosin-1)과의 상호 작용을 연구하고 있습니다. 막. 그들의 연구 결과는 Nature 's Scientific Reports (에 의해 온라인으로 출판 된 논문“막 관련 미오신 -1”논문에보고됩니다.http : //www.nature.com/articles/srep25524).
"그립을 유지하려면이 미오신 -1 분자는 지성 막에 대한 충분한 힘을 생성해야한다고 Tüzel은 말했다. "그들이 어떻게 그렇게하는지는 분명하지 않았습니다. 이제 우리는``그렇습니다. 숫자가 이해되고 물리학이 작동합니다. ''
셀은화물을 운반하는 것 외에도 단백질 분비에서 두 개의 딸 온라인 슬롯로 나누는 것에 이르기까지 여러 가지 필수 기능을 수행하여 온라인 슬롯막의 정확한 조작이 필요합니다. 이 작업은 액틴 필라멘트에 부착 된 미오신 모터에 의해 이루어지며,이 막을 잡고 당겨야합니다. 이 작품은 모터가 어떻게 그립을 유지하는지에 대한 새로운 통찰력을 제공합니다.
이 미스터리의 바닥에 도달하려면 살아있는 온라인 슬롯를 포함한 복잡한 시스템의 행동을 시뮬레이션하는 알고리즘과 계산 모델을 개발하는 이론적 생물 생물학자인 Tüzel의 결합 된 기술, 그리고 전력 온라인 슬롯와 다른 구조를 연구하는 실험적 생물 물리학자인 OSTAP가 필요했습니다. 그들은 2014 년 Muscle and Molecular Motors Gordon Research Conference에서 회의를 마치고 협력하기 시작했습니다.
현재 연구의 경우 Ostap의 실험실의 연구원 인 Serapion Pyrpassopoulos, PhD, 두 개의 형광 구슬 사이의 액틴 필라멘트에 부착 된 미오신 -1 분자 박사 ()위의 다이어그램 참조). 미오신의 꼬리는 Pyrpaspopoulos가 개발 한 기술을 사용하여 지질로 덮인 구체에 놓았습니다.
Actin 필라멘트는 광학 트랩을 사용하여 옆으로 이동했습니다. 미오신 -1 분자가 구체에서 늘어나고 온라인 슬롯 져서, 연구원들은 분자에 의해 구체에 적용되는 힘을 측정했다. Tüzel과 WPI 대학원생 인 Göker Arpağ는 단일 분자 실험에서 데이터를 가져 와서 미오신 -1 분자가 막을 효과적으로 조작하는 데 필요한 것이 무엇인지 결정하는 데 사용할 수있는 계산 모델을 개발했습니다..
이 모델은 막에 단일 지질 분자를 잡는 단일 미오신 -1 분자가 막에서 성공적으로 잡아 당기는 데 필요한 힘을 생성 할 수 없음을 보여 주었다. 실제로,이 모델은 69 ~ 124 개의 미오신 -1 분자가 걸리며, 모두 하나의 액틴 필라멘트에 부착되고 모두 함께 일하여 작업을 수행 할 것이라고 예측합니다. 이 모델은 또한 미오신 -1 분자가 막의 지질 표면에서 다른 속도로 온라인 슬롯질 것이라고 예측한다. 어떤 사람들은 그립하기 쉬운 지역을 찾으면 다른 사람들은 그곳으로 이주하고 집단적으로 붙잡고 있습니다.
"우리는 또한 느리게 움직이는 미오신이 그립하기 쉬운 지역으로 이동할 시간을 주면서 더 빠른 온라인 슬롯짐을 도울 수 있음을 알았습니다."Tüzel은 지적했습니다.
Tüzel과 Ostap은 컴퓨터 모델의 예측을 기반으로 새로운 실험을 계획하면서 협업을 계속하고 있습니다. Ostap은 "이러한 기본 실험과 모델은보다 생리적으로 관련된 질문을 시작하기위한 프레임 워크를 제공하기 때문에 흥미 롭습니다."라고 덧붙였습니다.
