내세포 및 외세포 경로는 세포 항상성, 조직 기능 및 전반적인 세포 생존에 매우 중요합니다. 간단히 말해서, 내분비증은 세포가 세포 외 공간에서 분자를 섭취하는 데 사용하는 과정으로, 그 주위에 막을 접고 소포를 형성함으로써. 외세포증은 소포를 사용하여 세포외 공간에 물질을 방출하는 역과정입니다. 이러한 프로세스 호르몬 분 비에 중요 한 역할을 제안 되었습니다., 막 수용 체 내산화, 병원 체 침몰, 그리고 신경 통신.
오늘, 우리는 내세포증과 외세포증 의 분야에서 랜드 마크 발견의 일부를 다시 추적, 대답되지 않은 질문의 일부를 강조, 오늘 사용되는 주목할만한 방법을 갖추고, 마지막으로, 이러한 프로세스를 더 잘 이해하기 위해 수행 몇 가지 특정 실험을 탐구할 것입니다.
내세포증과 외세포증에 대한 현재의 이해를 이끌어 내시킨 중대한 발견의 일부를 다시 살펴보겠습니다.
내세포증과 관련된 첫 번째 문서는 1882년으로 거슬러 올라갈 수 있으며, 일리야 Metchnikov가 가벼운 현미경을 사용하여 특정 세포가 침입하는 병원균을 침범한 것을 관찰할 때. 그는 세포가 소포 형성을 통해 병원균을 삼키는 이 과정을 "phagocytosis"라고 불렀습니다. 거의 반세기 후, 1931년 워렌 루이스는 세포가 액체에 걸렸을 때 소포 형성의 유사한 과정을 관찰했습니다. 그는 이 행동을 "피노키토시스"라고 명명했습니다.
1953년 말, 조지 팔라데는 세포의 구조적 및 기능적 조직을 조사하는 동안 멤브레인의 "동굴과 같은" 질을 발견하고 이를 카볼라라고 불렀습니다. 그는 세포 섭취에 필요한 이것들을 유추했다. 1955년 노벨상 수상자인 크리스티안 드 듀브(Christian de Duve)는 "소아세포증"과 "피노세포증"을 아우르는 내도세포증이라는 용어를 만들어 내분비증을 만들어낸 것입니다. 그러나, 내분비증의 이야기는 아직 끝나지 않았습니다.
1975년, 마이클 브라운과 조셉 골드스타인은 전자 현미경 전문가 리처드 앤더슨과 함께 저밀도 지단백 또는 LDL이 세포 표면 수용체에 결합하면 "코팅된 구덩이"의 형성으로 이어진다고 관찰했습니다. 이 구덩이는 그 때 내면화되고, 내시세포 LDL 수용체. 이것은 "수용체 매개 내분비증"이라고 불리는 세 번째 유형의 발견이었습니다. 같은 해에 바바라 피어스는 주요 코트 단백질인 삼설분자를 분리하고 클래트린으로 명명했습니다. 따라서 이 프로세스를 "클래트린 매개 내분비증"이라고도 합니다.
그것은 모두 내분비증에 관한 것이었습니다. 이제 외세포증에 대해 어떻게 배웠는지 살펴보겠습니다. 1980년, Randy Schekman의 그룹은 분비 결핍된 효모 돌연변이를 생성하고, 외세포증에 필요한 단백질에 코딩된 중요한 유전자의 존재를 밝혔습니다.
1993년, 제임스 로스만은 이러한 단백질중 일부를 확인했으며, 화학적 특성에 따라 SNAREs라고 불렸습니다. 그의 정액에서, "SNARE 가설," 그는 이 헬기 구조물이 서로 연결한다는 것을 제안했습니다, 막이 융합하고 엑소시토증을 생성하기 위하여 충분한 힘으로 가까이 오는 원인이 되는 원인이 됩니다.
같은 시기에 토마스 수호프는 이 과정이 신경 전달 물질 방출을 위한 소포 융합을 육성하고 정확하게 시간 조정한 시냅토타민이라고 불리는 칼슘 감지 단백질에 의해 뉴런에서 단단히 통제되었다는 것을 확립했습니다. 이 과학자들은 함께 2013년에 노벨상을 수상했습니다.
이러한 발견의 폭에도 불구하고, 많은 흥미로운 퍼즐남아. 오늘 탐구되는 몇 가지 질문을 살펴보겠습니다.
과학자들은 내세포증과 외세포증의 기능이 물질을 획득하고 분비하는 것을 넘어 어떻게 되는지 묻기 시작했습니다. 예를 들어, 세포 크기의 치명적인 확장 없이 세포막에 융합 하는 소포에 의해 지속적으로 출시 하는 신경 전달 물질? 그들은 확장 및 재활용 자원을 상쇄하기 위해 세포가 멤브레인을 내면화하도록 하는 신호를 식별하려고 합니다.
또 다른 흥미로운 주제는 다음과 같은 것입니다: 어떤 구성 요소는 이러한 프로세스를 구동 하는 정교한 분자 기계를 구성? 예를 들면, phagocytosis는 침입병원균을 포위하기 위하여 큰 막 변형을 필요로 합니다. 과학자들은 actin과 같은 세포골격 단백질이 극적인 막 리모델링에 어떻게 기여하는지 조사하고 있습니다.
마지막으로, 비정상적인 내세포증과 외세포증이 심각한 질병을 유발할 수 있기 때문에 과학자들은 이 dysregulation의 원인을 이해하는 데 관심이 있습니다. 조사되는 단백질 중 하나는 α 시뉴클레인이며, 뉴런에서 분비한 것은 인근 뉴런의 점진적인 죽음에 연루되어 있습니다. 그것의 외세포증을 이해하는 것은 파킨슨 병같이 신경 퇴행성 질병의 처리에 귀중한 통찰력을 제공할 수 있었습니다.
조사 중인 몇 가지 주요 질문을 고려되었으므로 이 질문에 답할 수 있는 도구를 살펴보겠습니다.
연구원은 세포 표면 단백질의 내분비증을 추적하기 위하여 세포 생물자극 분석기를 이용합니다. 이 과정은 형광 태그 비오틴으로 표면 단백질을 라벨링한 다음 세포가 내세포증을 겪을 수 있도록 하는 것을 포함합니다. 이것은 단백질 내산화를 드러내는 면역 blot 분석뒤에 선행될 수 있습니다.
신경 소포 재활용을 정량화하기 위해 많은 과학자들은 FM 염료와 같은 막 별 형광 분자로 세포를 라벨로 표시합니다. 이 염료는 외부 전단지에 안정적으로 결합하고 내분비증에 의해서만 내면화됩니다. 순차적 자극에 따라, 그들은 외세포화된다. 형광 현미경으로 방출을 분석하면 전체 재활용 프로세스에 대한 심층적인 통찰력을 제공합니다.
종종, 조작하고 외세포증을 허용하는 구성 요소의 기여를 이해하기 위해, 과학자들은 융합 분석서를 설정합니다. 뚜렷한 형광염염분과 소포 2세트가 준비되어 함께 모일 수 있습니다. 그들 사이의 융합은 마이크로 플레이트 리더기를 사용하여 모니터링 할 수있는 새로운 제품의 형성을 초래합니다.
마지막으로, 형광 화상 진찰 및 형광 살아있는 세포 화상 진찰을 포함하여 정교한 화상 진찰 방법은, 내세포및 외세포증의 형태학적 구조 그리고 분자 사건을 심상화하는 유일한 기회를 가진 연구원을 제시합니다.
마지막으로, 과학자들이 오늘날 실험실에서 이러한 도구를 구현하는 몇 가지 구체적인 방법을 살펴보겠습니다.
세포 생물학자는 외세포증이 부상당한 막을 치유하는 데 어떻게 도움이되는지 연구하는 데 관심이 있습니다. 여기, 연구원은 먼저 그들 위에 유리 구슬을 압연 하 여 FM 염료의 용액에 세포를 부상. 후속 형광 화상 진찰은 외세포증의 비율이 빠는 경우에, 빨리 막을 밀봉하고 FM이 세포로 누설하는 것을 중단할 것이라는 점을 보여줍니다. 외세포증이 느려지면 광범위한 세포 내 FM 염색이 발생합니다.
연구원은 특정 융합 단백질의 기여를 모델링하기 위하여 융합 적인 연구서를 사용할 수 있습니다. 여기에서, 연구원은 세포의 2개의 풀의 표면에, SNARE 단백질인 다른 소포 관련 막 단백질 또는 "VAMpPs"를 표현했습니다. 융합은 그 때 일어날 수 있었고, 결과는 분광계를 사용하여 정량화되었다. 이 설정을 사용하여 과학자들은 여러 VAMP의 융합 효율성을 비교할 수 있었습니다.
마지막으로, 연구원은 약물에 대 한 응답에 세포 표면 수용 체 내 분 비를 이해 하는 것을 목표로. 여기서 과학자들은 형광태그세포를 약물로 치료하고, 시간 경과 현미경 검사를 사용하여 실시간으로 일어나는 시각화된 수용체 약용 내분비증을 치료하였다.
당신은 방금 내세포증과 외세포증에 대한 JoVE의 소개를 보았습니다. 이 비디오에서, 우리는 신경 전달 물질 릴리스의 메커니즘을 정의하는 phagocytosis의 발견에서 시작 역사적인 하이라이트를 검토. 다음으로 몇 가지 주요 질문을 소개했습니다. 우리는 또한 눈에 띄는 연구 전략을 탐구하고, 그들의 현재 응용 프로그램의 일부를 논의했다. 언제나처럼, 시청주셔서 감사합니다!
