Filopodia – Wikipedia

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Aktinprojektionen an der Vorderkante von Lamellipodien wandernder Zellen

Diese elektronenmikroskopische Aufnahme zeigt übertriebene Filopodien mit einer durch Formin mDia2 in kultivierten Zellen induzierten keulenartigen Form. Diese Filopodien sind mit gebündelten Aktinfilamenten gefüllt, die im lamellipodialen Netzwerk geboren wurden und aus diesem konvergieren.

Filopodia (Singular Filopodium) sind schlanke zytoplasmatische Projektionen, die sich in wandernden Zellen über die Vorderkante von Lamellipodien hinaus erstrecken.[1] Innerhalb des Lamellipodiums sind Aktinrippen bekannt als Mikrospikesund wenn sie sich über die Lamellipodien hinaus erstrecken, werden sie als Filopodien bezeichnet.[2] Sie enthalten Mikrofilamente (auch Aktinfilamente genannt), die durch Aktin-Bündelungsproteine ​​zu Bündeln vernetzt sind.[3] wie Faszination und Fimbrin.[4] Filopodien bilden fokale Adhäsionen mit dem Substrat und verbinden sie mit der Zelloberfläche.[5] Viele Arten von wandernden Zellen weisen Filopodien auf, von denen angenommen wird, dass sie sowohl an der Wahrnehmung chemotroper Hinweise als auch an den daraus resultierenden Veränderungen der gerichteten Fortbewegung beteiligt sind.

Die Aktivierung der Rho-Familie von GTPasen, insbesondere von cdc42 und ihren nachgeschalteten Zwischenprodukten, führt zur Polymerisation von Aktinfasern durch Ena / Vasp-Homologieproteine.[6] Wachstumsfaktoren binden an Rezeptortyrosinkinasen, was zur Polymerisation von Aktinfilamenten führt, die, wenn sie vernetzt sind, die unterstützenden Zytoskelettelemente von Filopodien bilden. Die Rho-Aktivität führt auch zur Aktivierung von Proteinen der Ezrin-Moesin-Radixin-Familie durch Phosphorylierung, die Aktinfilamente mit der Filopodienmembran verbinden.[6]

Filopodien spielen eine Rolle bei der Wahrnehmung, Migration und Zell-Zell-Interaktion.[1] Um eine Wunde bei Wirbeltieren zu schließen, stimulieren Wachstumsfaktoren die Bildung von Filopodien in Fibroblasten, um die Migration von Fibroblasten und den Wundverschluss zu steuern.[7] Bei der Entwicklung von Neuronen erstrecken sich Filopodien vom Wachstumskegel an der Vorderkante. In Neuronen, denen durch teilweise Hemmung der Polymerisation von Aktinfilamenten die Filopodie entzogen wurde, setzt sich die Verlängerung des Wachstumskegels normal fort, aber die Wachstumsrichtung ist gestört und sehr unregelmäßig.[7] Filopodia-ähnliche Projektionen wurden auch mit der Dendritenbildung in Verbindung gebracht, wenn neue Synapsen im Gehirn gebildet werden.[8][9] In Makrophagen wirken Filopodien als phagozytische Tentakel und ziehen gebundene Objekte zur Phagozytose in Richtung der Zelle.[10]

Filopodien werden auch zur Bewegung von Bakterien zwischen Zellen verwendet, um dem Immunsystem des Wirts auszuweichen. Die intrazellulären Bakterien Ehrlichia werden zwischen Zellen durch die vom Erreger in den Anfangsstadien der Infektion induzierten Wirtszellfilopodien transportiert.[11] Es wurde gezeigt, dass Viren entlang von Filopodien zum Zellkörper transportiert werden, was zu einer Zellinfektion führt.[12] Der gerichtete Transport von Rezeptor-gebundenem epidermalem Wachstumsfaktor (EGF) entlang von Filopodien wurde ebenfalls beschrieben, was die vorgeschlagene Erfassungsfunktion von Filopodien unterstützt.[13]

SARS-CoV-2, der für die Coronavirus-Krankheit 2019 verantwortliche Coronavirus-Stamm, produziert in infizierten Zellen Filopodien.[14]

Verweise[edit]

  1. ^ ein b Mattila PK, Lappalainen P (Juni 2008). “Filopodia: molekulare Architektur und zelluläre Funktionen”. Natur Bewertungen. Molekulare Zellbiologie. 9 (6): 446–54. doi:10.1038 / nrm2406. PMID 18464790. S2CID 33533182.
  2. ^ Kleines Joint Venture, Stradal T, Vignal E, Rottner K (März 2002). “Das Lamellipodium: Wo die Motilität beginnt”. Trends in der Zellbiologie. 12 (3): 112–20. doi:10.1016 / S0962-8924 (01) 02237-1. PMID 11859023.
  3. ^ Khurana S, George SP (September 2011). “Die Rolle von Aktin-Bündelungsproteinen beim Aufbau von Filopodien in Epithelzellen”. Zelladhäsion & Migration. 5 (5): 409–20. doi:10.4161 / cam.5.5.17644. PMC 3218608. PMID 21975550.
  4. ^ Hanein D., Matsudaira P., DeRosier DJ (Oktober 1997). “Hinweise auf eine Konformationsänderung des durch Fimbrin (N375) -Bindung induzierten Aktins”. Das Journal of Cell Biology. 139 (2): 387–96. doi:10.1083 / jcb.139.2.387. PMC 2139807. PMID 9334343.
  5. ^ Molekulare Zellbiologie Fünfte Ausgabe Lodish, Berk, Matsudaira, Kaiser, Krieger, Scott, Zipursky, Darnell. pg. 821, 823 2004 von WH Freeman and Company.
  6. ^ ein b Ohta Y., Suzuki N., Nakamura S., Hartwig J. H., Stossel TP (März 1999). “Die kleine GTPase RalA zielt auf Filamin ab, um Filopodien zu induzieren.”. Verfahren der National Academy of Sciences der Vereinigten Staaten von Amerika. 96 (5): 2122–8. Bibcode:1999PNAS … 96.2122O. doi:10.1073 / pnas.96.5.2122. PMC 26747. PMID 10051605.
  7. ^ ein b Bentley D., Toroian-Raymond A. (1986). “Desorientierte Wegfindung durch Pionier-Neuron-Wachstumskegel, denen durch Cytochalasin-Behandlung die Filopodie entzogen wurde”. Natur. 323 (6090): 712–5. Bibcode:1986Natur.323..712B. doi:10.1038 / 323712a0. PMID 3773996. S2CID 4371667.
  8. ^ Beardsley J (Juni 1999). “Verkabeln”. Wissenschaftlicher Amerikaner. 280 (6): 24. Bibcode:1999SciAm.280f..24B. doi:10.1038 / Scientificamerican0699-24b.
  9. ^ Maletic-Savatic M., Malinow R., Svoboda K. (März 1999). “Schnelle dendritische Morphogenese in CA1-Hippocampus-Dendriten, induziert durch synaptische Aktivität”. Wissenschaft. 283 (5409): 1923–7. doi:10.1126 / science.283.5409.1923. PMID 10082466.
  10. ^ Kress H., Stelzer E. H., Holzer D., Buss F., Griffith G., Rohrbach A. (Juli 2007). “Filopodien wirken als phagozytische Tentakel und ziehen mit diskreten Schritten und einer lastabhängigen Geschwindigkeit.”. Verfahren der National Academy of Sciences der Vereinigten Staaten von Amerika. 104 (28): 11633–8. Bibcode:2007PNAS..10411633K. doi:10.1073 / pnas.0702449104. PMC 1913848. PMID 17620618.
  11. ^ Thomas S, Popov VL, Walker DH (2010) Austrittsmechanismen des intrazellulären Bakteriums Ehrlichia ” Plus eins 5 (12) e15775. http://www.plosone.org/article/info:doi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0015775
  12. ^ Lehmann MJ, Sherer NM, Marks CB, Pypaert M, Mothes W (Juli 2005). “Aktin- und Myosin-getriebene Bewegung von Viren entlang Filopodien geht ihrem Eintritt in Zellen voraus”. Das Journal of Cell Biology. 170 (2): 317–25. doi:10.1083 / jcb.200503059. PMC 2171413. PMID 16027225.
  13. ^ Lidke DS, Lidke KA, Rieger B., Jovin TM, Arndt-Jovin DJ (August 2005). “Nach Signalen greifen: Filopodien spüren EGF und reagieren durch gerichteten retrograden Transport aktivierter Rezeptoren”. Das Journal of Cell Biology. 170 (4): 619–26. doi:10.1083 / jcb.200503140. PMC 2171515. PMID 16103229.
  14. ^ Bouhaddou et al. (28. Juni 2020). “Die globale Phosphorylierungslandschaft der SARS-CoV-2-Infektion”. Zelle. 182 (3): 685–712.e19. doi:10.1016 / j.cell.2020.06.034. PMC 7321036. PMID 32645325. Abgerufen 11. Juli 2020.

Externe Links[edit]