Филоподии

Филоподии ( sg.: filopodium ) представляют собой тонкие цитоплазматические выступы , которые выходят за передний край ламеллиподий в мигрирующих клетках . ^[1] Внутри ламеллиподия актиновые ребра известны как микрошипы , а когда они выходят за пределы ламеллиподий, они называются филоподиями. ^[2] Они содержат микрофиламенты (также называемые актиновыми нитями), сшитые в пучки белками, связывающими актин. ^[3] такие как фасцин и фимбрин . ^[4] Филоподии образуют очаговые спайки с субстратом, связывая их с поверхностью клетки. ^[5] Многие типы мигрирующих клеток имеют филоподии, которые, как полагают, участвуют как в ощущении хемотропных сигналов, так и в результирующих изменениях в направленном передвижении.

Активация семейства Rho GTPases , особенно Cdc42 и их нижестоящих промежуточных продуктов, приводит к полимеризации актиновых волокон с помощью белков, гомологичных Ena/Vasp . ^[6] Факторы роста связываются с рецепторными тирозинкиназами, что приводит к полимеризации актиновых нитей , которые при сшивании образуют опорные элементы цитоскелета филоподий. Активность Rho также приводит к активации путем фосфорилирования белков семейства эзрин-моэзин-радиксин , которые связывают актиновые филаменты с мембраной филоподий. ^[6]

Филоподии играют роль в чувствительности, миграции, росте нейритов и межклеточном взаимодействии. ^[1]^{[ нужны дальнейшие объяснения ]} Чтобы закрыть рану у позвоночных, факторы роста стимулируют образование филоподий в фибробластах , направляя миграцию фибробластов и закрытие раны . ^[7] В макрофагах филоподии действуют как фагоцитарные щупальца, притягивая связанные объекты к клетке для фагоцитоза . ^[8]

При инфекциях

Филоподии также используются для перемещения бактерий между клетками, чтобы уклониться от иммунной системы хозяина. Внутриклеточные бактерии Ehrlichia транспортируются между клетками через филоподии клетки-хозяина, индуцированные возбудителем на начальных стадиях инфекции. ^[9] Филоподии представляют собой первоначальный контакт клеток пигментного эпителия сетчатки (ПЭС) человека с элементарными тельцами Chlamydia trachomatis , бактерии, вызывающей хламидиоз. ^[10]

Было показано, что вирусы транспортируются по филоподиям к телу клетки, что приводит к инфицированию клетки. ^[11] направленный транспорт связанного с рецептором эпидермального фактора роста (EGF) вдоль филоподий, что подтверждает предполагаемую сенсорную функцию филоподий. Также был описан ^[12]

SARS-CoV-2 , штамм коронавируса, ответственный за COVID-19 , производит филоподии в инфицированных клетках. ^[13]

В клетках головного мозга

В развивающихся нейронах филоподии отходят от конуса роста на переднем крае. В нейронах, лишенных филоподий в результате частичного ингибирования полимеризации актиновых филаментов , удлинение конуса роста продолжается как обычно, но направление роста нарушено и крайне нерегулярно. ^[7] Отростки, подобные филоподиям, также связаны с созданием дендритов , когда новые синапсы . в мозге формируются ^[14]^[15]

Исследование с использованием белковой визуализации мышей взрослых показало, что филоподии в исследованных регионах были на порядок более многочисленными, чем считалось ранее, и составляли около 30% всех дендритных выступов. На их концах они содержат « молчащие синапсы », которые неактивны до тех пор, пока не задействованы в рамках нейронной пластичности и гибкого обучения или памяти . Раньше считалось, что они присутствуют в основном в развивающемся предвзрослом мозге и со временем отмирают. ^[16]^[17]^{[ нужны дальнейшие объяснения ]}

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б Маттила П.К., Лаппалайнен П. (июнь 2008 г.). «Филоподии: молекулярная архитектура и клеточные функции» . Обзоры природы. Молекулярно-клеточная биология . 9 (6): 446–454. дои : 10.1038/nrm2406 . ПМИД 18464790 . S2CID 33533182 .
^ Маленькое СП, Страдал Т, Виньял Э, Роттнер К (март 2002 г.). «Ламелиподий: где начинается подвижность». Тенденции в клеточной биологии . 12 (3): 112–120. дои : 10.1016/S0962-8924(01)02237-1 . ПМИД 11859023 .
^ Хурана С., Джордж С.П. (сентябрь 2011 г.). «Роль белков, связывающих актин, в сборке филоподий в эпителиальных клетках» . Адгезия и миграция клеток . 5 (5): 409–420. дои : 10.4161/cam.5.5.17644 . ПМК 3218608 . ПМИД 21975550 .
^ Ханейн Д., Мацудайра П., ДеРозье DJ (октябрь 1997 г.). «Доказательства конформационного изменения актина, вызванного связыванием фибрина (N375)» . Журнал клеточной биологии . 139 (2): 387–396. дои : 10.1083/jcb.139.2.387 . ПМК 2139807 . ПМИД 9334343 .
^ Лодиш Х., Берк А., Мацудайра П., Кайзер К.А., Кригер М., Скотт М.П., Зипурски С.Л., Дарнелл Дж., ред. (2004). Молекулярно-клеточная биология (пятое изд.). WH Фриман и компания. стр. 821, 823.
^ Перейти обратно: ^а ^б Охта Ю., Сузуки Н., Накамура С., Хартвиг Дж. Х., Штоссель Т. П. (март 1999 г.). «Маленькая ГТФаза RalA нацелена на филамин, вызывая филоподии» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 96 (5): 2122–2128. Бибкод : 1999PNAS...96.2122O . дои : 10.1073/pnas.96.5.2122 . ПМК 26747 . ПМИД 10051605 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Бентли Д., Тороян-Раймонд А. (1986). «Дезориентированный поиск пути пионерскими конусами роста нейронов, лишенными филоподий в результате обработки цитохалазином». Природа . 323 (6090): 712–715. Бибкод : 1986Natur.323..712B . дои : 10.1038/323712a0 . ПМИД 3773996 . S2CID 4371667 .
^ Кресс Х., Стельцер Э.Х., Хольцер Д., Басс Ф., Гриффитс Г., Рорбах А. (июль 2007 г.). «Филоподии действуют как фагоцитарные щупальца и тянут дискретными шагами и со скоростью, зависящей от нагрузки» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 104 (28): 11633–11638. Бибкод : 2007PNAS..10411633K . дои : 10.1073/pnas.0702449104 . ЧВК 1913848 . ПМИД 17620618 .
^ Томас С., Попов В.Л., Уокер Д.Х. (декабрь 2010 г.). «Механизмы выхода внутриклеточной бактерии эрлихии» . ПЛОС ОДИН . 5 (12): e15775. Бибкод : 2010PLoSO...515775T . дои : 10.1371/journal.pone.0015775 . ПМК 3004962 . ПМИД 21187937 .
^ Форд С., Нанс А., Букро Э., Хейворд Р.Д. (май 2018 г.). Уэлч, доктор медицины (ред.). «Хламидии используют филоподиальный захват и путь, подобный макропиноцитозу, для проникновения в клетку-хозяина» . ПЛОС Патогены . 14 (5): e1007051. дои : 10.1371/journal.ppat.1007051 . ПМЦ 5955597 . ПМИД 29727463 .
^ Леманн М.Дж., Шерер Н.М., Маркс С.Б., Пайпарт М., Мотес В. (июль 2005 г.). «Передвижение вирусов по филоподиям, обусловленное актином и миозином, предшествует их проникновению в клетки» . Журнал клеточной биологии . 170 (2): 317–325. дои : 10.1083/jcb.200503059 . ПМК 2171413 . ПМИД 16027225 .
^ Лидке Д.С., Лидке К.А., Ригер Б., Йовин Т.М., Арндт-Йовин DJ (август 2005 г.). «Обращение к сигналам: филоподии чувствуют ЭФР и отвечают направленным ретроградным транспортом активированных рецепторов» . Журнал клеточной биологии . 170 (4): 619–626. дои : 10.1083/jcb.200503140 . ПМК 2171515 . ПМИД 16103229 .
^ Бухаду М., Мемон Д., Мейер Б., Уайт К.М., Резель В.В., Корреа Марреро М. и др. (август 2020 г.). «Глобальный ландшафт фосфорилирования инфекции SARS-CoV-2» . Клетка . 182 (3): 685–712.e19. дои : 10.1016/j.cell.2020.06.034 . ПМК 7321036 . PMID 32645325 .
^ Бердсли Дж. (июнь 1999 г.). «Подключаемся». Научный американец . 280 (6): 24. Бибкод : 1999SciAm.280f..24B . doi : 10.1038/scientificamerican0699-24b (неактивен 22 февраля 2024 г.). {{cite journal}}: CS1 maint: DOI неактивен по состоянию на февраль 2024 г. ( ссылка )
^ Малетик-Саватич М., Малинов Р., Свобода К. (март 1999 г.). «Быстрый дендритный морфогенез в дендритах гиппокампа CA1, индуцированный синаптической активностью». Наука . 283 (5409): 1923–1927. дои : 10.1126/science.283.5409.1923 . ПМИД 10082466 .
^ Льореда, Клаудия Лопес (16 декабря 2022 г.). «Мозг взрослой мыши изобилует «тихими синапсами» » . Проверено 18 декабря 2022 г.
^
Вардалаки, Димитра; Чунг, Кванхун; Харнетт, Марк Т. (декабрь 2022 г.). «Филоподии являются структурным субстратом для молчащих синапсов в неокортексе взрослых» . Природа . 612 (7939): 323–327. Бибкод : 2022Natur.612..323V . дои : 10.1038/s41586-022-05483-6 . ISSN 1476-4687 . ПМИД 36450984 . S2CID 254122483 .
- Пресс-релиз университета: Трафтон, Энн. «Во взрослом мозге много тихих синапсов» . Массачусетский технологический институт (medicalxpress.com) . Проверено 18 декабря 2022 г.

Внешние ссылки

MBInfo - Филоподия
MBInfo — Сборка Филоподий
Новая форма кино: клеточная пленка , предложение документальных фильмов с клеточной визуализацией.

[pmid18464790-1] Перейти обратно: ^а ^б Маттила П.К., Лаппалайнен П. (июнь 2008 г.). «Филоподии: молекулярная архитектура и клеточные функции» . Обзоры природы. Молекулярно-клеточная биология . 9 (6): 446–454. дои : 10.1038/nrm2406 . ПМИД 18464790 . S2CID 33533182 .

[Small-2] Маленькое СП, Страдал Т, Виньял Э, Роттнер К (март 2002 г.). «Ламелиподий: где начинается подвижность». Тенденции в клеточной биологии . 12 (3): 112–120. дои : 10.1016/S0962-8924(01)02237-1 . ПМИД 11859023 .

[Khurana-3] Хурана С., Джордж С.П. (сентябрь 2011 г.). «Роль белков, связывающих актин, в сборке филоподий в эпителиальных клетках» . Адгезия и миграция клеток . 5 (5): 409–420. дои : 10.4161/cam.5.5.17644 . ПМК 3218608 . ПМИД 21975550 .

[pmid9334343-4] Ханейн Д., Мацудайра П., ДеРозье DJ (октябрь 1997 г.). «Доказательства конформационного изменения актина, вызванного связыванием фибрина (N375)» . Журнал клеточной биологии . 139 (2): 387–396. дои : 10.1083/jcb.139.2.387 . ПМК 2139807 . ПМИД 9334343 .

[5] Лодиш Х., Берк А., Мацудайра П., Кайзер К.А., Кригер М., Скотт М.П., Зипурски С.Л., Дарнелл Дж., ред. (2004). Молекулярно-клеточная биология (пятое изд.). WH Фриман и компания. стр. 821, 823.

[ohta-6] Перейти обратно: ^а ^б Охта Ю., Сузуки Н., Накамура С., Хартвиг Дж. Х., Штоссель Т. П. (март 1999 г.). «Маленькая ГТФаза RalA нацелена на филамин, вызывая филоподии» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 96 (5): 2122–2128. Бибкод : 1999PNAS...96.2122O . дои : 10.1073/pnas.96.5.2122 . ПМК 26747 . ПМИД 10051605 .

[pmid3773996-7] Перейти обратно: ^а ^б Бентли Д., Тороян-Раймонд А. (1986). «Дезориентированный поиск пути пионерскими конусами роста нейронов, лишенными филоподий в результате обработки цитохалазином». Природа . 323 (6090): 712–715. Бибкод : 1986Natur.323..712B . дои : 10.1038/323712a0 . ПМИД 3773996 . S2CID 4371667 .

[PMID_17620618-8] Кресс Х., Стельцер Э.Х., Хольцер Д., Басс Ф., Гриффитс Г., Рорбах А. (июль 2007 г.). «Филоподии действуют как фагоцитарные щупальца и тянут дискретными шагами и со скоростью, зависящей от нагрузки» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 104 (28): 11633–11638. Бибкод : 2007PNAS..10411633K . дои : 10.1073/pnas.0702449104 . ЧВК 1913848 . ПМИД 17620618 .

[pmid21187937-9] Томас С., Попов В.Л., Уокер Д.Х. (декабрь 2010 г.). «Механизмы выхода внутриклеточной бактерии эрлихии» . ПЛОС ОДИН . 5 (12): e15775. Бибкод : 2010PLoSO...515775T . дои : 10.1371/journal.pone.0015775 . ПМК 3004962 . ПМИД 21187937 .

[10] Форд С., Нанс А., Букро Э., Хейворд Р.Д. (май 2018 г.). Уэлч, доктор медицины (ред.). «Хламидии используют филоподиальный захват и путь, подобный макропиноцитозу, для проникновения в клетку-хозяина» . ПЛОС Патогены . 14 (5): e1007051. дои : 10.1371/journal.ppat.1007051 . ПМЦ 5955597 . ПМИД 29727463 .

[pmid16027225-11] Леманн М.Дж., Шерер Н.М., Маркс С.Б., Пайпарт М., Мотес В. (июль 2005 г.). «Передвижение вирусов по филоподиям, обусловленное актином и миозином, предшествует их проникновению в клетки» . Журнал клеточной биологии . 170 (2): 317–325. дои : 10.1083/jcb.200503059 . ПМК 2171413 . ПМИД 16027225 .

[renamed_from_16103229_on_20121017231618-12] Лидке Д.С., Лидке К.А., Ригер Б., Йовин Т.М., Арндт-Йовин DJ (август 2005 г.). «Обращение к сигналам: филоподии чувствуют ЭФР и отвечают направленным ретроградным транспортом активированных рецепторов» . Журнал клеточной биологии . 170 (4): 619–626. дои : 10.1083/jcb.200503140 . ПМК 2171515 . ПМИД 16103229 .

[13] Бухаду М., Мемон Д., Мейер Б., Уайт К.М., Резель В.В., Корреа Марреро М. и др. (август 2020 г.). «Глобальный ландшафт фосфорилирования инфекции SARS-CoV-2» . Клетка . 182 (3): 685–712.e19. дои : 10.1016/j.cell.2020.06.034 . ПМК 7321036 . PMID 32645325 .

[14] Бердсли Дж. (июнь 1999 г.). «Подключаемся». Научный американец . 280 (6): 24. Бибкод : 1999SciAm.280f..24B . doi : 10.1038/scientificamerican0699-24b (неактивен 22 февраля 2024 г.). {{cite journal}}: CS1 maint: DOI неактивен по состоянию на февраль 2024 г. ( ссылка )

[15] Малетик-Саватич М., Малинов Р., Свобода К. (март 1999 г.). «Быстрый дендритный морфогенез в дендритах гиппокампа CA1, индуцированный синаптической активностью». Наука . 283 (5409): 1923–1927. дои : 10.1126/science.283.5409.1923 . ПМИД 10082466 .

[16] Льореда, Клаудия Лопес (16 декабря 2022 г.). «Мозг взрослой мыши изобилует «тихими синапсами» » . Проверено 18 декабря 2022 г.

[17] Вардалаки, Димитра; Чунг, Кванхун; Харнетт, Марк Т. (декабрь 2022 г.). «Филоподии являются структурным субстратом для молчащих синапсов в неокортексе взрослых» . Природа . 612 (7939): 323–327. Бибкод : 2022Natur.612..323V . дои : 10.1038/s41586-022-05483-6 . ISSN 1476-4687 . ПМИД 36450984 . S2CID 254122483 .
Пресс-релиз университета: Трафтон, Энн. «Во взрослом мозге много тихих синапсов» . Массачусетский технологический институт (medicalxpress.com) . Проверено 18 декабря 2022 г.

[18] Пресс-релиз университета: Трафтон, Энн. «Во взрослом мозге много тихих синапсов» . Массачусетский технологический институт (medicalxpress.com) . Проверено 18 декабря 2022 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]