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18 08/01| 相互作用的细胞器。
Cohen S,Valm AM,Lippincott-Schwartz J
细胞生物学的当前观点。2018 8月; 53: 84-91。doi: 10.1016/j.ceb.2018.06.003

真核细胞被组织成膜结合的细胞器。这些细胞器通过囊泡运输途径和膜接触位点 (MCSs) 相互交流。MCSs 是两个或多个细胞器之间紧密结合的位点,它们在代谢物、脂质和蛋白质的交换中发挥不同的作用。MCSs 的细胞器相互作用对细胞器分裂和生物发生也很重要。例如,几个细胞器的分裂,包括线粒体和内体,似乎是通过与内质网 (ER) 的接触来调节的。此外,自噬体和过氧化物酶体的生物发生涉及 ER 和多个其他细胞区室的贡献。因此,细胞器-细胞器相互作用允许细胞改变其膜结合隔室的形状和活动,使它们能够应对不同的发育和环境条件。

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18 06/01| 多光谱活细胞成像。金博宝188登录
Cohen S,Valm AM,Lippincott-Schwartz J
细胞生物学的当前协议。2018 6月; 79 (1): e46. doi: 10.1002/cpcb.46

荧光蛋白和活性染料是研究活细胞内动态过程的无价工具。然而,在单个样品中区分几个以上不同荧光记者的能力受到可用荧光团光谱重叠的限制。在这里,我们提出了一个同时用六个荧光团标记的活细胞成像的方案。使用带有光谱检测器的共焦显微镜来获取图像,并应用线性解混算法来识别图像每个像素中存在的荧光团。我们描述了这种方法在可视化六种不同细胞器的动力学以及量化细胞器之间的联系方面的应用。然而,这种方法可以用来成像任何适合用荧光探针标记的分子。因此,多光谱活细胞成像是细胞组织和动力学的系统级分析的强大工具。©约翰 · 威利父子公司 2018金博宝188登录

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18 06/01| 监测药理试剂对线粒体形态的影响。
Fu D,Lippincott-Schwartz J
细胞生物学的当前协议。2018 6月; 79 (1): e45。doi: 10.1002/cpcb.45

这个协议介绍如何应用适当的药物管制使线粒体的融合或分裂的研究线粒体形态的四个不同的动物细胞类型,HepG2 人肝癌肝细胞,MCF7 乳腺腺癌细胞, HEK293 人胚肾细胞和胶原夹心培养原大鼠肝细胞。《议定书》规定的方法处理细胞,这些药物管制、线粒体与市售 MitoTracker 绿 TMRE 染料染色,成像的线粒体形态的活体细胞共焦显微镜荧光灯。它还描述了本议定书所需的细胞培养方法。©2018 约翰 · 威利父子公司金博宝188登录

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18 02/20| VPS4 是调节 γ-微管蛋白中心体定位、向心卫星稳定性和纤毛发生的中心体的动态成分。
Ott C,Nachmias D,Adar S,Jarnik M,Sherman S,Birnbaum RY,Lippincott-Schwartz J,Elia N
科学报告。2018 2月20日; 月 (月): 3353。Doi: 10.1038/s41598-018-21491-x

六聚 AAA atp 酶 VPS4 促进了 ESCRT III 丝在不同细胞膜上的分解。ESCRT III 组件和 VPS4 已经定位于纤毛过渡区和纺锤体极点,并报道影响中心体复制和纺锤体极点稳定性。经典 ESCRT 通路如何介导这些事件尚不清楚。我们研究了 VPS4 与中心体的关联,发现 GFP-VPS4 是母女中心粒的动态组成部分。不能水解三磷酸腺苷的突变体 VPS4 动态较差,在中心体上积累。Vps4 突变体的中心体定位导致中心体 γ-微管蛋白水平降低,从而减少微管生长并改变中心体定位。此外,防止 VPS4 ATP 水解几乎消除了向心卫星,并在纤毛囊形成后暂停了纤毛生菌。注射了 GFP-VPS4mRNA 的斑马鱼胚胎活力较低,表现出发育缺陷,库普弗囊内纤毛较少。令人惊讶的是,ESCRT III 蛋白很少定位于中心体,它们的耗竭并没有导致这些表型。我们的数据支持中心体上 VPS4 的 ESCRT III 独立功能,并揭示了这种进化保守的 AAA atp 酶影响不同的中心体功能,从而影响全球细胞结构和发育。

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11/07/17| 未成熟 HIV-1 晶格组装动力学由核酸和质膜的支架调节。
Pak AJ,Grime JMA,Sengupta P,Chen AK,Durumeric AEP,Srivastava A,Yeager M,Briggs JAG,Lippincott-Schwartz J,Voth GA
美国国家科学院的美利坚合众国。2017 11月07日; 114 (47): E10056-65.doi: 10.1073/pnas.1706600114

Gag 多聚蛋白和病毒 RNA 的包装和出芽是 HIV-1 生命周期中的关键一步。Gag 多聚蛋白的高分辨率结构揭示了衣壳 (CA) 和间隔区肽 1 (SP1) 结构域包含 Gag 自组装的重要接口。然而,多晶化过程的分子细节,特别是在 RNA 和细胞膜的存在下,仍然不清楚。在这项工作中,我们研究了在蛋白质、 RNA 和膜之间协同工作以促进未成熟晶格生长的机制。我们开发了一个粗粒度 (CG) 计算模型,该模型来源于亚纳米分辨率结构数据。我们的模拟概括了相邻和六聚体晶格组装,仅由螺旋 CA-SP1 结处弱的各向异性吸引驱动。重要的是,来自 CG 和单粒子跟踪光活化定位 (spt-PALM) 轨迹的分析表明,病毒 RNA 和膜是通过脚手架积极促进 Gag 多晶化的关键成分, 而短竞争 RNA 的过表达可以抑制组装。我们还发现 CA 氨基末端结构域赋予 Gag 晶格固有曲率。因此,不成熟的晶格生长似乎与自发膜变形的动力学耦合。我们的发现阐明了一个简单的相互作用网络,该网络调节 HIV-1 组装和出芽的早期阶段。

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09/25/17| 通过水流出的细胞体积变化影响细胞硬度和干细胞命运。
Guo M,Pegoraro AF,Mao A,Zhou EH,Arany PR,Han Y,Burnette DT,Jensen MH,Kasza KE,Moore JR,Mackintosh FC,Fredberg JJ,Mooney DJ, 李平科特-施瓦茨 J,韦茨达
美国国家科学院的美利坚合众国。2017 9月25日; 114 (41): E8618-27.doi: 10.1073/pnas.1705179114

细胞根据其局部微环境改变其机械性能; 这在决定细胞功能方面发挥作用,甚至可以影响干细胞的命运。在这里,我们确定了细胞硬度和细胞体积之间的稳健和统一的关系。当细胞在基质上扩散时,其体积减小,而其硬度随之增加。我们发现皮质和细胞质细胞硬度都随着大量扰动而增大,包括变化的基质硬度、细胞扩散面积和外部渗透压。细胞体积的减少是水流出的结果,这导致细胞内分子拥挤相应增加。此外,我们发现,不管诱导干细胞分化的方法如何,细胞体积的变化,以及因此产生的硬度,都会改变干细胞分化。这些观察揭示了细胞硬度和细胞体积之间一种令人惊讶的、以前未确定的关系,这种关系强烈影响细胞生物学。

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04/10/17| AMPK 和液泡相关的 Atg14p 协调肿瘤亲脂性,用于葡萄糖饥饿下的能量产生和长期生存。
Seo AYoung,Lau PW,Feliciano D,Sengupta P,Le Gros MA,Cinquin B,Larabell CA,Lippincott-Schwartz J
ELife。2017 4月10日; 月: e21690.Doi: 10.7554/eLife.21690

饮食限制增加了许多生物体的寿命,但是这种能力背后的细胞信号和细胞器机制尚不清楚。我们证明,为了允许长期生存以应对突然的葡萄糖消耗,酵母细胞通过微亲脂性 (µ 亲脂性) 激活脂滴 (LD) 消耗, 其中脂肪作为替代能源被代谢。AMP 激活的蛋白激酶 (AMPK) 激活触发了该通路,这需要 Atg14p。更多渐进的葡萄糖饥饿、氨基酸剥夺或雷帕霉素没有触发肿瘤亲脂性,也不能提供长期生存所需的替代能源。在急性葡萄糖限制期间,活化的 AMPK 从降解中稳定下来,并与 Atg14p 相互作用。这促使 Atg14p 从 ER 出口位点重新分布到液体有序的液泡膜结构域,启动肿瘤亲脂性。我们的发现是,激活的 AMPK 和 Atg14p 需要在饥饿细胞中协调产生能量的肿瘤-亲脂性,这与研究不同生物体的衰老和进化生存策略相关。

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03/01/17| 肌球蛋白 VI 促进连接蛋白 43 缝隙连接增生。
Waxse BJ,Sengupta P,Hesketh GG,Lippincott-Schwartz J,Buss F
细胞科学杂志。2017 03 01; 130 (5): 827-840。Doi: 10.1242/jcs.199083

在这项研究中,我们证明了在心脏组织、原代心肌细胞和细胞培养模型中含有 Cx43 (也称为 GJA1) 的缝隙连接处 (GJs) 富集肌球蛋白 VI。在原代心脏组织和来自肌球蛋白 VI 缺失小鼠的成纤维细胞中,以及在转染了针对肌球蛋白 VI 的 siRNA 的组织培养细胞中, 我们观察到 GJ 斑块大小减少,同时细胞间通讯减少,如光漂白后荧光恢复 (FRAP) 和选择性钙黄绿素给药的新方法所示。对 Cx43 运输中肌球蛋白 VI 分子作用的分析表明,肌球蛋白 VI 对于将 Cx43 输送到细胞表面和质膜中的连接子运动是可有可无的。此外,我们不能证实网格蛋白或 Dab2 在缝隙连接处的定位,并且我们没有观察到 myosin-VI-Dab2 复合物在网格蛋白依赖的环状缝隙连接的内吞作用中的功能。相反,我们发现肌球蛋白 VI 通过使用全内反射荧光 (TIRF) 定位在 Cx43 斑块的边缘显微镜观察并使用 FRAP 确定斑块增生缺陷是 Cx43 稳态中肌球蛋白 VI 损失的主要表现。对这种紊乱的更充分的理解可以解释与肌球蛋白 VI 丢失相关的心肌病或胶质增生。

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16 12/30| 活细胞单分子引导贝叶斯定位超分辨率显微镜。
Xu F,Zhang M,He W,Han R,Xue F,Liu Z,Zhang F,Lippincott-Schwartz J,Xu P
细胞研究。2016 12月30日:。Doi: 10.1038/cr.2015.160
16 12/14| 表达 IgM 和 IgG 的人类 b细胞上 b细胞受体的纳米级空间组织。
Lee J,Sengupta P,Brzostowski J,Lippincott-Schwartz J,Pierce SK
细胞的分子生物学。2016 12月14日; 28 (4): 511-23。Doi: 10.1091/mbc.E16-06-0452

B细胞激活是由抗原与 b细胞受体 (BCR) 的结合启动的。在这里,我们使用 dSTORM 超分辨率成像来表征静止和抗原激活的人外周血 b细胞表面的 IgM 和 IgG BCRs 的纳米级空间组织。我们提供了对抗原驱动的 BCR 聚类的基本过程的见金博宝188登录解,以及 IgM 和 IgG BCRs 的空间组织的差异,这可能会导致天真和将 b细胞记忆为抗原。我们提供的证据表明,尽管 IgM 和 IgG BCRs 都存在于高度异质的蛋白质岛中,这些蛋白质岛在 BCR 单分子定位的大小和数量上都有所不同, 静息和激活的 b细胞本质上都保持着高频率的单个分离的 BCR 定位,这可能代表 BCR 单体。IgG BCRs 在静息细胞上比 IgM BCRs 更聚集,并在抗原激活后形成更大的蛋白质岛。小而密集的 BCR 簇可能是通过蛋白质-蛋白质相互作用形成的,存在于静止细胞的表面,抗原激活诱导这些聚集在一起形成密度较低、较大的岛,这一过程可能受到控制, 至少部分是通过蛋白质-脂质相互作用。

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16 12/08| Sonic Hedgehog 通路激活增加海马神经元线粒体丰度和活性。金宝搏官方
Yao PJ,Manor U,Petralia RS,Brose RD,T Y Wu R,Ott C,Wang YX,Charnoff A,Lippincott-Schwartz J,Mattson MP
细胞的分子生物学。2016 12月08日:。Doi: 10.1091/mbc.E16-07-0553

线粒体是重要的细胞器,其生物发生、结构和功能受到许多信号通路的调节。在这项研究中,我们提出证据表明,在海马神经元中,Sonic hedgehog (Shh) 信号通路的激活会影响线粒体的多个方面。在用 Shh 处理的神经元中,线粒体质量显著增加。利用生化和荧光成像分析,我们表明 Shh 信号活动减少了线粒体裂变,并促进线粒体伸长,至少部分是通过抑制线粒体裂变蛋白类 gtp 酶 drp1。电子显微镜显示,Shh 处理的神经元线粒体电子密度更高,膜电位和呼吸活性更高。我们进一步表明 Shh 保护神经元免受各种应激,包括线粒体毒鱼藤酮、淀粉样 β 肽、过氧化氢和高水平谷氨酸。总的来说,我们的数据表明 Shh 通路活性与海马神经元线粒体的生理特性之间存在联系。金宝搏官方金博宝188登录

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08/17| 免疫突触的皮质肌动蛋白恢复导致细胞毒性 T 淋巴细胞溶解颗粒分泌的终止。
Ritter AT,Kapnick SM,Murugesan S,Schwartzberg PL,Griffiths GM,Lippincott-Schwartz J
美国国家科学院的美利坚合众国。2017 8月08日; 114 (32): E6585-94.doi: 10.1073/pnas.1710751114

CD8 (+) 细胞毒性 T 淋巴细胞 (CTLs) 通过特异性裂解颗粒的直接分泌来消除病毒感染的细胞。因为单个 CTL 可以杀死多个目标,脱颗粒必须严格控制。然而,CTLs 如何调节颗粒分泌的终止仍不清楚。先前的工作证明免疫突触的中央肌动蛋白减少先于脱颗粒。使用现场共聚焦、全内反射荧光和超分辨率显微镜的组合,我们现在表明,颗粒融合后,肌动蛋白在突触处恢复,并且没有观察到进一步的分泌。肌动蛋白的解聚导致颗粒分泌的恢复,这表明恢复的肌动蛋白充当了阻止持续脱颗粒的屏障。此外,不分泌细胞毒性颗粒的 RAB27a-deficient CTLs 未能恢复突触处的肌动蛋白,这表明肌动蛋白恢复需要 RAB27a-mediated 的颗粒分泌。最后,我们表明肌动蛋白清除和恢复都与突触磷脂酰肌醇 4,5-二磷酸 (PIP2) 相关,并且免疫突触上 PIP2 的改变调节 CTLs 的皮质肌动蛋白, 提供了 CTLs 控制皮层肌动蛋白密度的潜在机制。我们的工作提供了对调节 CTL 分泌的肌动蛋白相关机制的洞察,这些机制可能有助于免疫反应期间的连续杀伤。

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07/17| ESCRT 介导的人类免疫缺陷病毒 1 型脱落的共识观点。
Lippincott-Schwartz J,Freed EO,van Engelenburg SB
病毒学年度回顾。2017 7月17日; 月 (月): 309 月。Doi: 10.1146/annurev-virology-101416-041840

逆转录病毒,如人类免疫缺陷病毒 1 型 (HIV-1),对宿主细胞因子的强烈依赖并不比运输所需的内体分类复合体 (ESCRT) 更明显机器是故意脱离的。由此产生的逆转录病毒释放的有效抑制强调了理解 ESCRT-HIV-1 界面基本结构-功能关系的重要性。最近利用先进成像技术的研究帮助阐明了这些关系,克服了障碍,为 ESCRT 介导的病毒脱落提供了一系列潜在模型。在这里,我们在之前详细介绍 ESCRT 机械和 HIV-1 释放过程的工作背景下讨论这些模型。为了提供进一步完善的模板,我们提出了一种新的 ESCRT 介导的 HIV-1 释放工作模型,该模型调和了不同的和看似相互冲突的研究。病毒学卷年度回顾的预计最终在线出版日期是 2017年9月29日。请看 http://www.annualreviews.org/page/journal/pubdates 用于订正估计数。金博宝188登录

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06/29/17| 通过引发转换的三重态机制实现双色荧光纳米镜的光转换荧光蛋白的合理工程。
莫尔马勒克桑德,Kobitski 香鱼、 Sabater LRullan,Nienhaus K,小原 CJohn,Lippincott-施瓦茨 J,Nienhaus GUlrich,Pantazis P
Angewandte Chemie (国际 ed.(英文)。2017 6月29日; 56 (38): 11628-33。Doi: 10.1002/anie.201706121

绿色到红色光转换荧光蛋白 (pcFPs) 是超分辨率定位显微镜和蛋白质标记的强大工具。最近,人们发现它们不仅通过传统的 400-nm 照明,而且通过一种被称为底漆转换的替代方法进行有效的光转换, 采用蓝色和远红色/近红外光的双波长照明。据报道,只有 Dendra2 发生了引发转化,其机制仍然难以捉摸。在这里,我们通过报告中间的 “启动” 态是由系统间交叉形成的三重暗态,揭示了启动转换的分子机制。我们表明,这种状态的形成可以被序列位置 69 的丝氨酸或苏氨酸的引入所影响 (Eos 符号),并利用这一知识来创造 “pr”-(对于已启动的可转换物) 最已知的绿色到红色 pcFPs 的变体。

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05/24/17| 应用系统级光谱成像和分析揭示细胞器相互作用组。金博宝188登录
Valm AM,Cohen S,Legant WR,Melunis J,Hershberg U,Wait E,Cohen AR,Davidson MW,Betzig E,Lippincott-Schwartz J
自然。2017 5月24日:。Doi: 10.1038/nature22369

将真核细胞组织成离散的膜结合细胞器允许不相容的生化过程的分离,但是这些细胞器的活动必须是协调的。例如,脂质代谢分布在用于脂质合成的内质网、用于储存和运输的脂滴、用于 β-氧化的线粒体和过氧化物酶体以及用于脂质水解和回收的溶酶体之间。越来越多的人认识到细胞器接触在不同的细胞功能中起着至关重要的作用。然而,细胞内细胞器的空间和时间组织仍然很难描述,因为荧光成像方法在单个图像中可以区分的不同标签的数量上是有限的。在这里,我们提出了使用多光谱图像获取方法对细胞器相互作用组进行系统级分析,该方法克服了荧光蛋白调色板中光谱重叠的挑战。我们使用共焦和格子光片仪器以及五个步骤的成像信息学管道来实现细胞器数量、体积、速度的映射, 猴子成纤维细胞系活细胞中的位置和动态细胞器间接触。我们描述了六种不同的膜结合细胞器 (内质网、高尔基体、溶酶体、过氧化物酶体、线粒体和脂滴),并显示这些关系是如何随时间变化的。我们证明了每个细胞器在三维空间中都有一个特有的分布和分散模式,并且六个细胞器之间有一个可再现的接触模式,这受到微管和细胞营养状态的影响。这些活细胞共焦和晶格光片光谱成像方法适用于任何表达多种荧光探针的细胞系统,无论是在正常条件下还是当细胞暴露于诸如药物等干扰时, 病原体或压力。因此,该方法提供了一个强大的描述工具,并可用于开发关于细胞组织和动力学的假设。金博宝188登录

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04/07/17| ER-内体接触的缺陷影响遗传性痉挛型截瘫的溶酶体功能。
Allison R,Edgar JR,Pearson G,Rizo T,Newton T,gunther S,Berner F,Hague J,Connell JW,Winkler J,Lippincott-Schwartz J,Beetz C, 获胜者 B,里德 E
细胞生物学杂志。2017 4月07日 216 (月): 1337-55。Doi: 10.1083/jcb.201609033

内体和内质网 (ER) 之间的接触促进内体小管裂变,但小管裂变失败的机制和后果尚不完全清楚。我们发现微管切断酶 spastin 和 ESCRT 蛋白 IST1 在 ER-内体接触处的相互作用推动了内体小管裂变。裂变失败导致甘露糖 6-磷酸受体的分类缺陷,肿瘤破坏了溶酶体的酶运输和异常的溶酶体形态,包括在小鼠原代神经元和人类干细胞来源的神经元中。与内质网介导的内体小管裂变在溶酶体功能中的作用一致,在缺乏洗涤复合物 strumpellin 或内质网形态原 reep1 的细胞模型中也看到了类似的溶酶体异常。Spastin 、 strumpellin 或 REEP1 的突变会导致遗传性痉挛性截瘫 (HSP),这是一种以轴突变性为特征的疾病。我们的结果暗示了在轴突病变中 ER-内体接触过程的失败,并表明 ER-介导的内体小管分裂与溶酶体功能的耦合连接了不同种类的热休克蛋白,以前被认为是功能不同的, 轴突退化的统一途径。

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04/17| 活细胞上受体酪氨酸激酶寡聚化的光学测量。
钟一
Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-生物膜。2017 4月04日 1859 (月): 1436-44。Doi: 10.1016/j.Bamem.2017.03.026

受体酪氨酸激酶 (RTK) 是通过质膜传递细胞外信号的重要细胞表面受体。关于这些受体如何发挥作用的传统观点是,配体结合到细胞外结构域起到了主开关的作用,使受体单体能够在它们的细胞内结构域上相互二聚并随后反式磷酸化。然而,越来越多的证据表明,受体寡聚化不仅仅是配体结合的结果,而是负责调节受体激活的复杂过程的一部分。重要的是,这些受体的寡聚动力学和随后的激活受到其他细胞成分的影响,例如细胞骨架机制和细胞膜脂质特性。因此,受体激活不是由配体-受体相互作用介导的孤立的分子事件,而是涉及受体和其他细胞成分之间精心策划的相互作用。测量活细胞上的受体寡聚动力学可以对这些相互作用的特征产生重要的见解。因此,开发能够以最佳时间和空间分辨率探测质膜上受体运动的技术势在必行。为此目的使用了各种显微技术。光学技术包括单分子跟踪 (SMT) 和荧光相关光谱 (FCS) 测量活细胞上的受体扩散。受体-受体相互作用也可以通过检测 f ö rster 共振能量转移 (FRET) 来评估在接近的荧光标记受体之间,或通过计算衍射受限荧光斑点内的受体数量 (逐步漂白)。这篇综述将描述用于研究活细胞上受体寡聚化的光学技术的最新发展。这篇文章是 Kalina Hristova 编辑的题为: 细胞膜中膜受体之间的相互作用的特刊的一部分。

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16 10/28| AMPK 激活通过促进线粒体融合和功能防止和逆转药物诱导的线粒体和肝细胞损伤。
Kang SWoo Sophie,Haydar G,Taniane C,Farrell G,Arias IM,Lippincott-Schwartz J,Fu D
PLoS One。2016 10月31日; 11 (10): e0165638。Doi: 10.1371/journal.pone.0165638

线粒体损伤是导致药物性肝病的主要因素,但是阻止线粒体损伤的情况是否能预防或逆转药物性肝损伤尚不清楚。调节线粒体质量控制的关键分子是 AMP 活化激酶 (AMPK)。当被激活时,AMPK 导致线粒体拉长/融合并增殖,线粒体现在产生更多的 ATP 和更少的活性氧。自噬也被触发,这是一个能够移除受损/缺陷线粒体的过程。为了探索 AMPK 激活是否可以潜在地预防或逆转药物诱导的线粒体和肝细胞损伤的影响, 我们在暴露于肝毒性药物对乙酰氨基酚或双氯芬酸的大鼠和人肝细胞的胶原夹心培养物中添加了 AMPK 激活剂。在缺乏 AMPK 激活的情况下,这些药物导致肝细胞失去极化形态,并显著降低 ATP 水平和活性。在亚细胞水平,由于线粒体融合蛋白 Mfn1 、 2 和/或 opa1 的表达减少,线粒体发生了片段化,膜电位降低。在药物暴露时加入 AICAR,一种特定的 AMPK 激活剂,可以预防和逆转这些效果。线粒体高度融合,ATP 生成增加,肝细胞保持极化形态。在探索这种预防和逆转作用的机制时,我们发现 AMPK 的激活阻止了药物介导的 Mfn1 、 2 和 opa1 的减少。AMPK 激活也刺激自噬/线粒体自噬,在对乙酰氨基酚处理的细胞中最为显著。这些结果表明,激活 AMPK 通过调节线粒体融合和自噬来防止/逆转药物诱导的线粒体和肝细胞损伤,使其成为治疗药物诱导肝损伤的潜在有价值的方法。

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16 10/28| 增加的时空分辨率揭示了外围 ER 中高度动态密集的管状矩阵。
Nixon-Abell J,Obara CJ,Weigel AV,Li D,Legant WR,Xu CS,Pasolli A,Harvey K,Hess HF,Betzig E,Blackstone C,Lippincott-Schwartz J
科学 (纽约,纽约)。2016 10月28日; 第 354 (6311): 433-46。Doi: 10.1126/science.aaf3928

内质网 (ER) 是一种广阔的、膜封闭的细胞器,在许多细胞功能中起着至关重要的作用。我们使用新兴的超分辨率成像技术来阐明外周内质网的形态和动力学,它接触和调节大多数其他细胞内细胞器。内质网的外围成分被经典地描述为包括小管和平板。我们表明,该系统几乎完全由不同密度的小管组成,包括我们称之为 ER 矩阵的结构。传统的光学成像技术导致了金博宝188登录这些结构被错误地识别为薄片,因为管状结的密集聚类和先前未表征的快速 ER 运动形式。ER 矩阵的存在解释了先前的混杂证据,这些证据表明在管状连接形成蛋白过表达后 ER “片状” 增殖的发生。

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16 08/01| 中间残余允许上皮细胞中原始纤毛的形成。
Ott CM
细胞生物学杂志。2016 8月1日 214 (月): 237-将要采取的行动。Doi: 10.1083/jcb.201607046

拴住的中间残余物在顶端微绒毛上跳舞,遇到中心体,召唤出纤毛 -- 谁会想到极化的上皮细胞是如何协调有丝分裂的结束和纤毛形成的开始的?来自 bernab é-Rubio 等人的新证据 (2016)。J.细胞生物 http://dx.doi.org/10.1083/jcb.201601020 ) 支持这种新兴模式。

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16 10/24| 用于单分子成像的明亮的光激活荧光团。金博宝188登录
Lavis LD,Grimm JB,English BP,Choi H,Muthusamy AK,Mehl BP,Dong P,Brown TA,Lippincott-Schwartz J,Liu Z,Lionnet T
自然方法。2016 10月24日; 将要采取的 (月): 985 月。Doi: 10.1038/nmeth.4034

小分子荧光团是先进成像实验的重要工具。自标记蛋白质标签的发展,如卤素标签和 SNAP 标签,扩大了化学染料在活细胞显微镜检金博宝188登录查中的效用。我们最近描述了一种提高小的、细胞可渗透的荧光团的亮度和光稳定性的一般方法,从而产生了新型的含氮卓定的 “Janelia Fluor” (JF) 染料。在这里,我们通过合成与活细胞标记策略兼容的光活化衍生物来提炼和扩展 JF 染料的效用。这些化合物在激活后保留了 JF 染料的卓越亮度,但它们的简单光活化也使改进的单粒子跟踪和定位显微镜实验成为可能。

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16 02/06| 动力蛋白调节合胞体果蝇胚胎的中期沟形成和质膜分隔。
Rikhy R,Mavrakis M,Lippincott-Schwartz J
生物开放。2015; 4 (3): 301-11。Doi: 10.1242/bio.20149936

果蝇合胞体胚胎中连续的核分裂周期伴随着质膜沟的进入和消退,质膜沟围绕着胚胎外围的单个细胞核, 在细胞化之前的胚胎分室化中起着核心作用。在此,我们证明了动力蛋白定位和质膜活性的细胞周期变化调节合胞体胚胎的中期沟形成和 PM 组织。间期内,动力蛋白定位于短 PM 沟,介导 PM 成分的内吞作用。动态蛋白在中期重新分布在摄入的 PM 沟外,与稳定的 PM 成分和相关的肌动蛋白调控机制相关。在温度敏感的 shibire 突变胚胎中,动态蛋白的急性抑制导致了合胞体分裂周期中的形态发生后果。这些包括中期犁沟进入的抑制,通常极化到中间 PM 的蛋白质的随机化和细胞核上方分离 PM 结构域的扩散屏障的破坏。基于这些发现,我们提出,在果蝇胚胎的早期有丝分裂周期中,dynamin 中的细胞周期变化协调了肌动蛋白调控机制的招募,金宝搏官方用于 PM 沟动力。

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16 02/03| 细胞内和细胞外力量驱动初级纤毛运动。
战斗 C,Ott CM,Burnette DT,Lippincott-Schwartz J,Schmidt CF
美国国家科学院的美利坚合众国。2015 2月3日 112 (月): 1410 月份。Doi: 10.1073/pnas.1421845112

初级纤毛是普遍存在的基于微管的细胞器,在许多真核细胞的感觉转导中发挥不同的作用。他们利用睫状体膜中的受体和离子通道,通过化学传感、渗透传感和机械传感来询问细胞环境。关于纤毛的机械和结构特性以及这些特性如何促进纤毛感知知之甚少。我们探讨了来自肾上皮细胞的初级纤毛的机械反应 [Madin-Darby 犬肾-II (MDCK-II)],它感知肾导管中的液体流动。我们发现,在用光学陷阱操作时,纤毛通过沿着它们的长度弯曲并围绕位于基底下的有效铰链旋转而偏转。计算的弯曲刚度表明微管双重耦合很弱。MDCK 细胞的原纤毛缺乏双动力马达。然而,我们发现细胞器显示活跃的运动。3D 跟踪显示纤毛和基体的相关波动。这些角运动似乎是随机的,但依赖于细胞皮质中的 ATP 和细胞质肌球蛋白-II。我们得出结论,基底体周围肌动蛋白细胞骨架的力产生导致纤毛运动活跃。我们推测肌动蛋白驱动的纤毛运动可能调节和校准纤毛感觉功能。

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15 05/23| 饥饿细胞中的脂肪酸运输: 由脂滴脂肪分解、自噬和线粒体融合动力学调节。
Rambold AS,Cohen S,Lippincott-Schwartz J
发育细胞。2015 3月23日; 32 (月): 678-92。Doi: 10.1016/j.devcel.2015.01.029

脂肪酸 (FAs) 在饥饿时提供细胞能量,然而它们如何在饥饿细胞中动员并进入线粒体,驱动氧化呼吸,尚不清楚。在这里,我们通过用荧光 FA 探针可视化 FA 传输来阐明这一过程。标记的 FA 在营养良好的细胞中的脂滴 (LDs) 中积累,但在细胞饥饿时从 LDs 移动到线粒体中。饥饿细胞中的自噬补充了 FAs 的 LDs,随着时间的推移,LD 数量增加。细胞质脂肪酶从 LDs 中去除 FAs,使其能够转移到线粒体中。这要求线粒体高度融合并定位于 LDs 附近。当线粒体融合在饥饿细胞中被阻止时,FAs 既不能均匀分布在线粒体中,也不能有效代谢。相反,FAs 与 LDs 重新关联,并流入相邻细胞。因此,FAs 参与由细胞质脂肪酶、自噬和线粒体融合动力学调节的复杂运输路线,确保饥饿细胞中最大限度的氧化代谢和避免 FA 毒性。

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15 03/03| Eric Betzig,Stefan Hell 和 W.E.Moerner,2014 诺贝尔化学奖得主的简介。
Lippincott-Schwartz J
美国国家科学院的美利坚合众国。2015 3月3日 112 (月): 2630 月。Doi: 10.1073/pnas.1500784112
15 02/16| 初级纤毛组装的早期步骤需要 EHD1/EHD3-dependent 纤毛囊泡形成。
Lu Q,Insinna C,Ott C,Stauffer J,Pintado PA,Rahajeng J,Baxa U,Walia V,Cuenca A,Hwang YS,Daar IO,Lopes S, lippincott-Schwartz J,Jackson PK,Caplan S,Westlake CJ
自然细胞生物学。2015 2月16日; 月 (月): 228-40。Doi: 10.1038/ncb3109

与母中心粒 (M-中心粒) 远端附件的膜结合对于纤毛发生的起始至关重要。Rab gtp 酶 Rab11-Rab8 级联反应在纤毛膜组装早期的功能尚不清楚。在此,我们表明膜形成蛋白 EHD1 和 EHD3 与 Rab11-Rab8 级联反应在纤毛形成早期发挥作用。EHD1 和 EHD3 定位于前缘膜和纤毛口袋。EHD 依赖性膜管对于较小的远端附属物囊泡 (DAVs) 的纤毛囊泡形成至关重要。重要的是,这一步骤在 M-中心粒到基底体的转化和过渡区蛋白和 ift20 的募集中起作用。SNAP29 是一种圈套膜融合调节因子和 EHD1-binding 蛋白,也是 DAV 介导的纤毛囊泡组装所必需的。有趣的是,只有在纤毛囊泡组装后,Rab8 才被激活用于纤毛生长。我们的研究揭示了一个先前未表征的纤毛发生步骤的分子机制,即 EHD1 和 EHD3 在协调纤毛膜和轴突生长之前重组 M-中心粒和相关的 DAVs。

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15 03/27| 使用 IRAP-pHluorin 对 GLUT4 储存囊泡和相关 Rab 蛋白进行选择性可视化。
Chen Y,Lippincott-Schwartz J
分子生物学方法 (克利夫顿,新泽西州)。2015; 1298: 173-9。Doi: 10.1007/978-1-4939-2569-8_14

荧光显微镜和荧光蛋白 (FP) 标记的 GLUT4 分子已经成为表征细胞内 GLUT4 定位和动力学的好工具。然而,很难将 GLUT4 储存囊泡 (GSVs) 与活细胞中包含 GLUT4 的其他细胞内隔室区分开来。在这里,我们描述了使用 IRAP-pHluorin 和全内反射荧光 (TIRF) 显微镜来选择性地可视化与 GSVs 相关的 GSVs 和 Rab 蛋白。该测定对于通过解开其他 GSV 相关蛋白进一步定义 GSV 同一性也很有价值。

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15 02/05| 核 LC3 的去乙酰化驱动饥饿下自噬的启动。
黄 R 、徐 Y,万瓦特,守点 ¯ X 、钱 J,Z,刘乙、张 C 、周叔,Lippincott-施瓦茨 J 、刘瓦特
分子细胞。2015 2月5日; 57 (3): 456-66。Doi: 10.1016/j.molcel.2014.12.013

大分子在不同细胞隔室之间穿梭有助于调节不同细胞活动的时间和程度。在这里,我们报道了 LC3,一个在细胞核和细胞质之间循环的自噬的关键启动因子,在饥饿期间通过核去乙酰化酶 sirt1 在细胞核中选择性地激活。Sirt1 对 LC3 在 K49 和 K51 处的去乙酰化使得 LC3 与核蛋白 DOR 相互作用,并与 DOR 返回细胞质, 它能够结合 Atg7 和其他自噬因子并经历磷脂酰乙醇胺与自噬前膜结合。去乙酰化 LC3 与自噬因子的关联将 LC3 的分布从细胞核转移到细胞质。因此,一个乙酰化-去乙酰化循环确保 LC3 有效地以激活的形式从细胞核重新分配到细胞质, 它在自噬中起着核心作用,使细胞能够应对外部营养物质的缺乏。

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14 12/19| 细胞生物学。解决细胞系的问题。
Lorsch JR,Collins FS,Lippincott-Schwartz J
科学 (纽约,纽约)。2014 12月19日; 第 346 (6216): 1452 月。Doi: 10.1126/science.1259110
14 11/05| 定量细胞生物学: 将概念、理论、工具和方法方法转化为细胞生物学。
Lippincott-Schwartz J
细胞的分子生物学。2014 11月5日; 月 (月): 3437。Doi: 10.1091/mbc.E14-08-1297
14 12/15| 超分辨率成像揭示了微管加端跟踪中金博宝188登录 EB1 的结构特征。
Xia P,Liu X,Wu B,Zhang S,Song X,Yao PY,Lippincott-Schwartz J,Yao X
细胞分子生物学。2014 12月15日; 月 (月): 4166-73。Doi: 10.1091/mbc.E14-06-1133

特定分子及其在实时和空间上的相互作用的可视化对于描绘细胞动力学和信号电路是如何编排的至关重要。蛋白质相互作用的构象动力学和结构可塑性的空间调节是响应细胞外线索而重新连接信号回路所必需的。我们介绍了一种利用光激活互补荧光 (PACF) 蛋白对活细胞内蛋白质相互作用进行纳米空间分辨率光学成像的方法。互补荧光蛋白分子的子集被激活、定位,然后漂白; 接下来是从和交互分子的聚合位置组装超分辨率图像。使用 PACF,我们获得了动态微管加末端 hub 蛋白 EB1 二聚体的精确定位以及它们在前沿和迁移细胞的细胞体中的明显分布。我们通过生成 EB1-PACF 二聚体 (EB1 (wt): EB1 (wt),EB1 (wt): EB1 (mt) 和 EB1 (mt) 进一步描绘了 EB1 的结构-功能关系: EB1 (mt)) 并成像其在培养细胞中的精确定位。令人惊讶的是,金博宝188登录我们的分析揭示了先前未表征的 EB1 连接区在活细胞中追踪微管加末端的关键作用。因此,PACF 提供了一种独特的方法来描绘纳米尺度上同质或异二聚体蛋白质的空间动态,并建立了一个平台来报告活细胞中蛋白质相互作用在空间和时间上的精确调节。

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14 10/24| 晶格薄片显微镜: 以高时空分辨率将分子成像到胚胎。金博宝188登录
Chen BC,Legant WR,Wang K,Shao L,Milkie DE,Davidson MW,Janetopoulos C,Wu XS,Hammer JA,Liu Z,English BP,Mimori-Kiyosue Y, romero DP,Ritter AT,Lippincott-Schwartz J,Fritz-Laylin L,Mullins D,Mitchell DM,Bembenek JN,Reymann AC,B ö hme R,Grill SW,Wang JT,Seydoux G,Tulu S,Kiehart DP,Betzig E
科学。2014 10月24日; 第 346 (6208): 1257998。Doi: 10.1126/science.1257998

尽管荧光显微镜为活体标本的生理学提供了一个重要的窗口,但许多生物过程太脆弱、太小或发生得太快,用现有的工具看不清楚。我们用二维光学晶格制作了超薄光片,这使得我们能够在衍射极限及以上成像数百个体积的三维 (3D) 动态,通常是亚秒间隔。我们将其应用于跨越空间和时间四个数量级的系统,包括干细胞球体中单个转录因子分子的扩散、有丝分裂微管的动态不稳定性、免疫突触, 3D 基质中的中性粒细胞运动,以及秀丽隐杆线虫和果蝇的胚胎发生。这些结果发自内心地提醒人们生命系统的美丽和复杂性。

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14 11/05| 扁平网格蛋白晶格: 质膜的稳定特征。
Grove J,Metcalf DJ,Knight AE,Wavre-Shapton ST,Sun T,protonoros ED,Griffin LD,Lippincott-Schwartz J,Marsh M
细胞的分子生物学。2014 11月5日; 月 (月): 3581-94。Doi: 10.1091/mbc.E14-06-1154

网格蛋白介导的内吞作用 (CME) 是真核细胞的基本特性。经典的 CME 是通过在质膜上形成网格蛋白包裹的凹坑 (ccp) 来进行的,这一过程被很好地理解为内陷形成网格蛋白包裹的囊泡。然而,网格蛋白也组装成扁平网格蛋白晶格 (FCLs); 这些结构仍然描述得很差,它们对细胞生物学的贡献尚不清楚。我们使用定量成像来首次全面描述 FCLs,并探索它们对质膜组织的影响。通过电子和超分辨显微镜的超微结构分析揭示了两个离散的网格蛋白结构群体。CCPs 的典型特征是它们的球形、小尺寸和均匀性。FCLs 是平面的、大的和不均匀的,存在于细胞的背侧和腹侧表面。实时显微镜观察表明,ccp 寿命短,最终达到动态补充的峰值,与经典的 CME 一致。相比之下,FCLs 寿命很长,与动态蛋白有持续的联系。我们使用趋化因子受体 CCR5 作为模型系统,研究了 FCLs 的生物学相关性。激动剂激活导致 CCR5 持续招募至 FCLs。定量分子成像表明 FCLs 分割了细胞表面的受体。我们的观察表明,FCLs 为内金博宝188登录吞货物的招募提供了稳定的平台。

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14 08/14| 使用力谱显微镜探测细胞质的随机、电机驱动特性。
Guo M,Ehrlicher AJ,Jensen MH,Renz M,Moore JR,Goldman RD,Lippincott-Schwartz J,Mackintosh FC,Weitz DA
细胞。2014 8月14日 158 (月): 822-32。Doi: 10.1016/j.cell.2014.06.051

细胞中的分子马达通常会产生高度定向的运动; 然而,所有活跃过程的聚集、非相干效应也会产生随机波动的力,驱动类似扩散的非热运动。在这里,我们引入力谱显微镜 (FSM) 来直接量化细胞细胞质内的随机力,从而探测随机运动活动。该技术将探针颗粒随机运动的测量与细胞质的独立微机械测量相结合,以量化力波动的光谱。使用 FSM,我们表明力的波动大大增强了小的和大的成分的细胞内运动。恶性细胞的波动比良性细胞大三倍。我们进一步证明了波形蛋白在全球范围内作用,锚定细胞器对抗细胞质中随机波动的力,而对它们的大小没有影响。因此,FSM 在理解细胞质及其与健康和患病状态下的细胞生理学相关的细胞内过程方面具有广泛的应用。金宝搏官方

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14 07/31| 内质网应激诱导的通过分泌途径清除错误折叠的 GPI 锚定蛋白。
Satpute-Krishnan P,Ajinkya M,Bhat S,Itakura E,Hegde RS,Lippincott-Schwartz J
细胞。2014 7月31日 158 (月): 522-33。Doi: 10.1016/j.cell.2014.06.026

蛋白质用于细胞表面的第一次评估中内质网 (ER) 的正确折叠前放入的分泌途径。这可确保有缺陷的蛋白质通常无法进入胞外区的环境,他们可能被破坏。在这里,我们的报告说,当尔折叠大容量是在压力作用下饱和,正确折叠 glycosylphosphatidylinositol 锚定蛋白分解的驻地尔伴侣,从事出口的受体, 和数量上留下的呃通过泡运输到高尔基。清仓日尔开始后几分钟内急内质网应激,转录的部分未折叠蛋白反应活性。这些异常蛋白再进入细胞表面瞬间前溶酶体中毁灭。抑制这种应激诱导受体所消耗的 ER-出口通路,ER-保持正确折叠蛋白质聚合。因此,这个快速反应减轻负担上升尔正确折叠蛋白质内质网应激时启动,促进蛋白质动态平衡的呢。

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14 07/01| 与 HIV-1 Gag 蛋白结合的 MicroRNA 抑制 Gag 组装和病毒产生。
Chen AK,Sengupta P,Waki K,Van Engelenburg SB,Ochiya T,Ablan SD,Freed EO,Lippincott-Schwartz J
美国国家科学院的美利坚合众国。2014 7月1日; 111 (26): E2676-83.doi: 10.1073/pnas.1408037111

MicroRNAs (miRNAs) 是小的、 18-22 nt 长的非编码 RNAs,在各种生理和病理过程中充当强有力的负基因调节因子。为了抑制基因表达,miRNAs 被包装成 RNA 诱导的沉默复合物 (risc),以序列特异性的方式靶向 mRNAs 进行降解和/或翻译抑制。最近,miRNAs 也被证明与 risc 外的蛋白质相互作用,通过不涉及基因沉默的机制影响细胞过程。在这里,我们定义了一种以前未被重视的 miRNAs 在抑制 RNA-蛋白质相互作用中的活性,这种活性在 HIV-1 生物学的背景下阻止 HIV 病毒出芽并降低病毒传染性。这通过 mirnas 与 Gag 蛋白的核衣壳结构域结合而发生,Gag 蛋白是 HIV-1 病毒粒子的主要结构成分。产生的 mirna-gag 复合物干扰病毒 RNA 介导的 Gag 组装和病毒在质膜的出芽,未完全组装的 Gag 复合物内吞并传递到溶酶体。通过添加 miRNAs 的靶 mRNA 和通过消耗 Argonaute-2 刺激逆转 miRNAs 对病毒产生的阻断,表明当 miRNAs 没有介导基因沉默时, 它们可以通过破坏膜上的 Gag 组装来阻止 HIV-1 的产生。总的来说,我们的发现对于理解细胞如何通过 miRNAs 表达调节 HIV金宝搏官方-1 感染具有重要意义,并提高 miRNAs 在其他细胞环境中能够破坏 RNA 介导的蛋白质组装过程的可能性。

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15 01/01| 用于超分辨成像的光可控荧光蛋白。金博宝188登录
Shcherbakova DM,Sengupta P,Lippincott-Schwartz J,Verkhusha VV
生物物理学年度回顾。2014; 43: 303-29。Doi: 10.1146/annurev-biophys-051013-022836

超分辨荧光显微技术许可的生物学过程鳞小到可以看到细亚细胞结构,都无法解决传统的衍射极限的光镜。很多超分辨技术,包括适用于活细胞成像,利用基因编码 photocontrollable 荧光蛋白。荧光的蛋白质可以控制光的特定波长的光。在这项审查中,我们讨论 photocontrollable 荧光蛋白的生物化学和物理性质,有关其使用的超分辨技术。然后,我们描述的最近 photoactivatable,光开关,可逆转换开关荧光蛋白,与我们详细的特别有用的单分子定位和非线性组合的超分辨技术。最后对最近 photocontrollable 蛋白超分辨成像的应用,以及如何应用有助于澄清的细胞结金博宝188登录构和进程相关的细胞和发育生物学、神经科学, 癌症生物学和生物医学。

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14 04/14| 粘附的收缩和制衡制度管制的 3D 造型爬行的细胞。
Burnette DT,Shao L,Ott C,Pasapera AM,Fischer RS,Baird MA,Der Loughian C,Delanoe-Ayari H,Paszek MJ,Davidson MW,Betzig E,Lippincott-Schwartz J
细胞生物学杂志。2014 4月14日 205 (月): 83-96。Doi: 10.1083/jcb.201311104

贴壁和收缩系统如何协调促进细胞形状变化尚不清楚。在这里,我们定义了细胞形状控制的平衡粘附/收缩模型。活细胞显微镜数据显示了细胞顶部的收缩网的关键作用,它由肌动蛋白弧和肌球蛋白 IIA 丝组成。收缩肌动蛋白网状组织像肌肉肌节,重复的肌球蛋白 II 丝被肌动蛋白捆绑蛋白 α-肌动蛋白分开, 并且与细胞中从上到下运行的非收缩背侧肌动蛋白纤维机械耦合。当网络收缩时,它将背侧纤维从基底上拉开。这种拉力被背侧纤维附着在焦点粘连上所抵消,导致纤维向下弯曲并使细胞变平。这个模型可能与理解细胞如何将自己配置成复杂的表面、突出到狭窄的空间以及在健康和患病条件下对生长基质产生三维力有关。

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14 03/18| LKB1/AMPK 和 PKA 控制肝细胞中 ABCB11 的运输和极化。
Homolya L,Fu D,Sengupta P,Jarnik M,Gillet JP,Vitale-Cross L,Gutkind S,Lippincott-Schwartz J,Arias IM
PloS one。2014; 9 (3): e91921。Doi: 10.1371/journal.pone.0091921

肝细胞的极化表现为胆小管网络的形成和 LKB1 和 AMPK 的激活,它们控制细胞的能量代谢。胆汁酸,牛磺酸胆酸盐,也通过激活 AMPK 来调节小管网络的发展。在目前的研究中,我们使用来自对照组和肝脏特异性 LKB1 基因敲除小鼠的胶原夹心肝细胞培养物来检测 LKB1 在 ABCB11 运输中的作用,即泪小管胆汁酸转运蛋白。在极化的肝细胞中,ABCB11 从高尔基体流向顶端质膜,并通过 rab 11a-myosin Vb 循环内体系统内循环。LKB1 基因敲除小鼠出现黄疸,体重减轻,表现为胆小管形成受损和 ABCB11 的细胞内运输,并在三周内死亡。利用活细胞成像、光漂白后荧光恢复 (FRAP) 、粒子跟踪和生物化学,我们发现 LKB1 活性是微管依赖性 ABCB11 向小管膜转移所必需的。在对照肝细胞中,ABCB11 的运输被牛磺酸胆酸盐和 cAMP 加速; 然而,在 LKB1 基因敲除的肝细胞中,ABCB11 向顶膜的运输大大减少,并且仅由 cAMP 恢复,而不是牛磺酸胆酸盐。CAMP 通过 PKA 介导的途径起作用,但没有激活 AMPK。我们的研究建立了 LKB1 在 ABCB11 运输到小管膜、肝细胞极化和小管网络形成中的调节作用。金宝搏官方金博宝188登录

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14 01/16| ESCRT 机器在 HIV 组装位点的分布揭示了 ESCRT 亚单位的病毒支架。
Van Engelenburg SB,Shtengel G,Sengupta P,Waki K,Jarnik M,Ablan SD,Freed EO,Hess HF,Lippincott-Schwartz J
科学。2014 1月16日; 第 343 (6171): 653 月。Doi: 10.1126/science.1247786

人类免疫缺陷病毒 (HIV) 劫持运输所需的内体分选复合物 (ESCRT) 以介导病毒从受感染细胞释放。介导病毒脱落所必需的 ESCRT 机械的纳米级组织尚不清楚。在这里,我们应用三维超分辨显微镜和相关电子显微镜来描绘 HIV 组装位点的 ESCRT 成分的组织。我们观察到 ESCRT 亚基定位于出芽病毒体和释放颗粒的头部,当病毒脱落时,CHMP2A 的头部定位水平相对于 Tsg101 和 CHMP4B 降低。因此,HIV 释放的驱动力可能来自于病毒芽内部的 ESCRT 亚基的初始支架,随后是质膜结合和 ESCRT 亚基的选择性重塑。

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14 01/13| 使用光激活定位显微镜的生物系统超金博宝188登录分辨率成像。
Sengupta P,Van Engelenburg SB,Lippincott-Schwartz J
化学评论。2014 3月26日 114 (月): 3189-202。Doi: 10.1021/cr400614m
13 09/24| 超分辨成像与标准荧光探针。金博宝188登录
Millis BA,Burnette DT,Lippincott-Schwartz J,Kachar B
细胞生物学/编辑委员会的当前协议,Juan S.Bonifacino.[等]。2013; 60: 单元 21。8..Doi: 10.1002/0471143030.cb2108s60

100 多年来,光学显微镜 (200 纳米) 的最终分辨率一直受到衍射基本物理现象的限制,正如 Ernst Abbe 在 1873年所描述的那样。虽然这一限制同样适用于当今的光学显微镜,但它结合了高端光学器件、巧妙的样品照明方法, 计算技术使研究人员能够以比以前想象的更大的分辨率获取信息。这种结合,广义上称为超分辨率显微镜,从硬件和软件的角度来看,对许多实验室来说越来越实用,但是,就像许多尖端技术一样, 它也有局限性。超分辨显微镜目前的缺点之一是适用于成像的探针和条件有限。这里,一种叫做漂白/闪烁辅助定位显微镜 (BaLM) 的技术利用几乎所有荧光团固有的闪烁和漂白特性作为产生超分辨率图像的手段。金博宝188登录

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13 12/05| 细胞奥秘的尖锐成像金博宝188登录和计算: 从脱落中吸取的教训。
伊利亚,奥特 C,Lippincott-施瓦茨 J
细胞。2013 12月5日 155 (月): 1220 月。Doi: 10.1016/j.cell.2013.11.011

终止细胞分裂的最终分裂事件,即小而致密的细胞间桥的脱落,一直特别具有挑战性。在这里,我们描述了有助于回答关于脱落机制的长期问题的成像创新。我们进一步解释了高分辨率数据的计算建模是如何被用来测试假设并产生额外的见解的。我们提出了应用这些补充方法产生的模型。类似的实验策略无疑将揭示其他未分辨细胞结构的令人兴奋的细节。金博宝188登录

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14 11/08| 光突出方法访问高尔基体的膜动力学。
森古普塔 P,利平科特-施瓦茨 J
细胞生物学方法。2013; 118:217-34。Doi: 10.1016/B978-0-12-417164-0.00013-6

通过提供活细胞的定量视觉数据,基于荧光蛋白的显微镜技术正在为膜运输途径和细胞器动力学的复杂性提供新的见解。在这一章中,我们描述了使用基于荧光蛋白的光突出技术来量化蛋白质运动进出高尔基体的实验方案, 作为分泌途径的中央分类和处理站的细胞器。这些方法允许解读高尔基体相关蛋白质运输的动力学特征, 这有助于阐明高尔基体是如何保持自身的稳态结构的,尽管分泌的货物不断流入和流出这个细胞器。本章中提出的指导方针也可以应用于检查其他细胞内细胞器系统的动力学, 阐明蛋白质如何在特定细胞器中维持和/或循环到细胞内其他目的地的机制。

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13 12/09| 增加的线粒体融合和自噬帮助分离的肝细胞在胶原夹心培养物中重新极化。
Fu D,Lippincott-Schwartz J,Arias IM
自噬。2013 12月; 月 (月): 2154-月.doi: 10.4161/auto.26167

新鲜分离的去极化大鼠肝细胞在胶原夹心培养物中电镀时可以重新极化成胆小管网络。我们研究了复极化过程背后的事件,重点是肝细胞如何在从肝脏分离的压力后恢复 ATP 合成和再补给生物合成前体。我们发现,在胶原夹心培养物中电镀后不久,肝细胞将线粒体转化为高度融合的网络。这通过线粒体融合蛋白的上调和线粒体裂变蛋白的下调的结合发生。线粒体对氧化磷酸化也变得更加活跃,导致细胞内 ATP 水平总体增加。我们进一步观察到自噬在复极肝细胞中上调。增强的自噬水平可能有助于循环利用细胞前体,为复极提供基石。复极肝细胞也广泛降解脂滴,其脂肪酸为?-氧化为线粒体中的氧化磷酸化提供燃料。因此,通过线粒体融合、自噬和脂滴消耗的协调,去极化肝细胞能够促进 ATP 合成和生物合成前体在胶原夹心培养物中有效地复极。

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13 10/29| 缝隙连接膜结构域对 AB5 毒素的快速结构反应。
Majoul 四、高长,Betzig E,Onichtchouk D,Butkevich E · 科兹洛夫 Y,Bukauskas F Bennett MVL,Lippincott-施瓦茨 J 、正字法 R
美国国家科学院的美利坚合众国。2013 10月29日; 110 (44): E4125-33.doi: 10.1073/pnas.1315850110

缝隙连接 (GJs) 代表哺乳动物组织中连接相邻细胞内部的富含连接蛋白的膜结构域。GJs 对细菌病原体的反应速度以前还不知道。使用贝塞尔光束平面照明和共聚焦旋转圆盘显微镜,我们发现暴露于 AB5 毒素的细胞之间 GJ 斑块内的连接蛋白缺失区域 (CDRs) 的快速 (500 MS) 形成。CDR 的形成表现为 GJ 斑块内连接蛋白通道的快速再分配,轮廓或几何形状略有变化。CDR 的形成不依赖于膜运输或亚膜细胞骨架,对 GJ 电导没有影响。然而,CDR 反应依赖于膜脂,可以通过胆固醇聚集剂和细胞外 K (+) 离子浓度进行修饰,并影响 cAMP 信号。GJ 斑块对细菌毒素的 CDR 反应是在所有测试的连接蛋白亚型中观察到的现象。通过信号,CDR 反应可以使细胞感应暴露于 AB5 毒素。CDR 的形成可能反映了 GJ 斑块生物膜中的脂质相分离事件,导致连接蛋白填充和脂质重组增加。我们的数据证明了 GJ 斑块内非常快速的动力学 (在毫秒到秒的范围内),这些斑块以前被认为是相对稳定的长寿命结构。

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09/12/将要采取的| 胰岛素触发由 rab10 标记的隔离的 GLUT4 储存囊泡的表面定向运输。
Chen Y,Lippincott-Schwartz J
小 gtp 酶。2013 7月 18 年 9月; 4 (3): 193-7。doi: 10.4161/sgtp.26471

了解葡萄糖转运蛋白亚型 4 (GLUT4) 在胰岛素刺激过程中如何重新分布到质膜是葡萄糖转运蛋白研究的主要目标。GLUT4 分子通常存在于许多细胞内隔室,包括专门的储存囊泡和早期/回收内体。目前还不清楚这些不同的隔间是如何对胰岛素刺激做出反应,将 GLUT4 分子传递到质膜的。例如,它们是先相互融合还是保持为具有不同运输特征的独立隔间?我们最近的活细胞成像研究有助于澄清这些问题。使用 Rab 蛋白作为特定标记来区分储存囊泡和含有 GLUT4 的内体,我们证明它主要是 GLUT4 储存囊泡 (GSVs) 的内部以 Rab10 为标志,在质膜处接近并融合,GSVs 在进入质膜的过程中不会与内体相互作用。这些新发现为细胞内滞留释放的 GSV 在胰岛素刺激下向 PM 提供 GLUT4 分子中起主要作用的模型提供了强有力的支持。金博宝188登录

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13 05/01| Rab10 将 GLUT4 储存囊泡输送到质膜。
Chen Y,Lippincott-Schwartz J
交际与综合生物学。2013 5月1日; 6 (3): e23779。Doi: 10.4161/cib.23779

葡萄糖转运蛋白,GLUT4,在胰岛素刺激后重新分配到质膜 (PM),但也通过内体区室回收。不同的 Rab 蛋白控制 glut4 的这些运输路线。然而,主要由于内膜组织和运输的复杂性,不同 Rab 蛋白在 GLUT4 运输中发挥的特定作用一直很难评估。为了解决这个问题,我们最近使用全内反射荧光 (TIRF) 显微镜进行了先进的活细胞成像,该显微镜对来自 PM 的物体进行约 150 纳米的成像, 直接可视化 GLUT4 对胰岛素刺激的反应。使用 IRAP-pHluorin 选择性标记胰岛素响应进行 PM 融合的 GSVs,我们鉴定 Rab10 是唯一结合该隔间的 Rab 蛋白。发现 Rab14 标记转铁蛋白阳性,包含 glut4 的内体区室。这些也可以与 PM 融合以响应胰岛素,尽管速度更慢。其他几种 Rab 蛋白,包括 Rab4A 、 4B 和 8A,被发现能介导 GLUT4 在内体内的循环,有助于将表面结合的 GLUT4 内化到内体隔间,最终传递到 GSVs。因此,多个 Rab 蛋白调节 GLUT4 分子在内膜系统内的循环,维持细胞内最金博宝188登录佳的胰岛素反应。

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13 04/30| 线粒体氧化磷酸化和自噬的协同升高有助于驱动肝细胞极化。
Fu D,Mitra K,Sengupta P,Jarnik M,Lippincott-Schwartz J,Arias IM
美国国家科学院的美利坚合众国。2013 4月30日 110 (法令》): 7288-93。Doi: 10.1073/pnas.1304285110

细胞极化需要增加的细胞能量和代谢输出,但是极化细胞如何满足这些能量需求还不清楚。为了解决这些问题,我们研究了在胶原夹心系统中培养的肝细胞的细胞极化过程中线粒体生物能量学和自噬的作用。我们发现,当肝细胞开始极化时,它们使用氧化磷酸化来提高 ATP 水平,这种能量产生是极化所必需的。细胞极化后,肝细胞变得更加依赖糖酵解来产生 ATP。除了这种对氧化磷酸化的主要依赖,氧化磷酸化是极化培养中 ATP 产生的主要来源,其他几个代谢过程在极化的时间过程中被重新编程。随着细胞极化,线粒体拉长,线粒体膜电位增加。此外,脂滴丰度随着时间的推移而减少。这些发现表明极化细胞依赖于脂肪酸氧化,这得到了 etomoxir 对 β-氧化的药理抑制的支持。最后,自噬在细胞极化过程中上调,抑制自噬延缓细胞极化。综上所述,我们的结果描述了一个涉及许多协调代谢途径的代谢转变,这些途径最终有助于在细胞极化期间增加能量生成。

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13 03/26| 神经科学和大脑活动绘图的纳米工具。金宝搏官方
Alivisatos P,Andrews AM,Boyden ES,Chun M,Church GM,Deisseroth K,Donoghue JP,Fraser SE,Lippincott-Schwartz J,Looger LL,Masmanidis S,McEuen PL, nurmikko AV,Park H,Peterka DS,Reid C,rookes ML,Scherer A,Schnitzer M,Sejnowski TJ,Shepard KL,Tsao D,Turrigiano G,Weiss PS,Xu C,Yuste R,Zhuang X
ACS 纳米。2013 3月26日; 月 (月): 1850-66。Doi: 10.1021/nn4012847

神经科学正处于十字路口。正在投入巨大的努力来破译特定的神经相互作用和回路。同时,很少有解释大脑功能的一般理论或原则。我们将这种差异部分归因于当前方法的局限性。传统的神经生理学方法一次记录一个或几个神经元的活动。神经化学方法关注单一的神经递质。然而,越来越多的人意识到神经回路是在紧急水平上运行的,在紧急水平上,成百上千的神经元之间的相互作用,利用多种化学递质,产生功能状态。大脑在纳米尺度上发挥作用,所以研究大脑的工具最终也必须在这个尺度上运作。纳米科学和纳米技术准备提供一个丰富的新方法工具包,通过同时测量和操作数千甚至数百万个神经元的活动来探索大脑功能。我们和其他人把这个目标称为大脑活动映射项目。在这个纳米焦点中,我们讨论了纳米分析工具的最新发展以及纳米材料的设计和合成是如何产生光学、电学、以及可以很容易地适用于神经科学的化学方法。这些方法代表了技术发展和研究的激动人心的领域。此外,纳米科学家、纳米技术专家和其他物理科学家和工程师有独特的机会来帮助解决理解大脑功能基础的挑战性问题。金宝搏官方

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13 02/10| 利用云计算加速 3B 单分子超分辨率显微镜。
Hu YS,Nan X,Sengupta P,Lippincott-Schwartz J,Cang H
自然方法。2013 2月; 10 (2): 96-7。doi: 10.1038/nmeth.2335
13 02/08| 使用对相关分析量化点定位超分辨率图像中的空间组织。
Sengupta P,Jovanovic-Talisman T,Lippincott-Schwartz J
自然协议。2013 2月; 月 (月): 345-54.doi: 10.1038/nprot.2013.005

在稳定状态和信号事件期间,蛋白质在亚细胞区室中的独特分布在细胞功能中起着重要作用。在这里,我们描述了一种使用点定位超分辨率 (PL-SR) 成像描绘亚细胞结构内蛋白质复杂排列的方法。这种方法被称为成对相关光激活定位显微镜 (PC-PALM),使用成对相关算法来精确识别成像数据集 PL-SR 单个分子, 并且它被用来破译亚细胞隔间内蛋白质组织的定量特征,包括蛋白质簇的存在以及这些簇中蛋白质的大小、密度和数量。我们为 PC-PALM 提供了一个逐步方案,说明了它对用光激活 GFP (PAGFP) 标记的四种质膜蛋白的分析能力。PC-PALM 的实验步骤可以在 3 天内进行,分析可以在 6-8 小时内完成。研究人员需要在单分子成像和统计分析方面有丰富的经验来金博宝188登录进行实验和进行这种分析。

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13 02/15| NBR1 作为过氧化物酶体的自噬受体。
De osaran E,Larsen KB,Hua R,Sargent G,Wang Y,Kim S,Lamark T,Jauregui M,Law K,Lippincott-Schwartz J,Brech A,Johansen T,Kim PK
细胞科学杂志。2013 2月15日 126 (Pt 月): 939-52。Doi: 10.1242/jcs.114819

选择性宏观自噬是一种细胞内过程,通过这种过程,大量细胞质物质在溶酶体中被选择性地隔离和降解。底物选择由泛素化和泛素结合自噬受体如 p62 、 NBR1 、 NDP52 和 Optineurin 的募集介导。尽管已经表明这些受体协同作用,将某些类型的底物靶向新生自噬体,但它们的确切作用尚不清楚。我们检查了过氧化物酶体的选择性自噬降解 (pexophagy),发现 NBR1 对于 pexophagy 是必要和充分的。NBR1 的诱变研究表明,两亲性 α-螺旋 J 结构域、泛素相关 (UBA) 结构域、 LC3-interacting 区和螺旋结构域是介导食虫的必要条件。引人注目的是,NBR1 本身通过 J 和 UBA 结构域与过氧化物酶体的重合结合部分实现了底物选择性。虽然当 NBR1 过量时 p62 不是必需的,但它与 NBR1 的结合增加了 NBR1-mediated 吞噬的效率。总之,这些结果表明 NBR1 是自噬的特异性自噬受体。

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12 12/11| 用点定位超分辨率成像可视化细胞结构和功能。金博宝188登录
Sengupta P,van Engelenburg S,Lippincott-Schwartz J
发育细胞。2012 12月11日; 23 (6): 1092-102。Doi: 10.1016/j.devcel.2012.09.022

细胞和发育生物学成功的基础是通过在天然细胞环境中定位特定的蛋白质来区分细胞和组织中的分子组织。然而,许多关键的细胞结构 (从线粒体嵴到核孔) 低于可见光的衍射极限,排除了通过传统方法对其组织的分析。点定位超分辨率显微镜技术,如 PALM 和 STORM,正准备以前所未有的清晰度解析细胞内大分子复合物的组织原理, 从而对健康和疾病中的细胞功能有更深入的了解。

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12 12/01| 使用荧光显微镜的活原纤毛动力学的可视化。
Ott C,Lippincott-Schwartz J
细胞生物学/编辑委员会的当前协议,Juan S.Bonifacino.[等]。12月; 2012 章: 4.26 单元。Doi: 10.1002/0471143030.cb0426s57

这里描述了有助于探索活细胞中初级纤毛的形成和功能的方法。首先,描述了用于可视化远离细胞体的单独纤毛的多种方案。初级纤毛收集、合成并将细胞外空间的信息传输到细胞体中,以促进关键的细胞反应。纤毛形成或功能的问题会导致细胞生理学的巨大变化。这些方法可用于评估纤毛的形成和长度、纤毛相对于其他细胞结构的位置以及纤毛中特定蛋白质的定位。随后的协议描述了如何使用 kymographs 、光漂白和光转换量化纤毛内荧光分子的运动。构成纤毛结构支架的微管也是驱动蛋白和动力蛋白介导的纤毛内蛋白质运动的关键途径。评估细胞内动力学可以深入了解纤毛介导的信号感知和传递机制。

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12 10/30| 通过整体 FRET 成像和单分子计数手掌成像破译的去唾液酸糖蛋白受体的可塑性。金博宝188登录
Renz M,Daniels BR,v á mosi G,Arias IM,Lippincott-Schwartz J
美国国家科学院的美利坚合众国。2012 10月30日; 109 (44): E2989-97.doi: 10.1073/pnas.1211753109

膜蛋白受体的化学计量和组成对其功能至关重要。然而,无法在原位评估受体亚基化学计量,阻碍了将受体结构与功能状态联系起来的努力。在这里,我们使用集合 FRET 成像、分析建模和光活化定位显微镜 (PALM) 的单分子计数来解决去唾液酸糖蛋白受体的这个问题。我们发现去唾液酸糖蛋白受体的两个亚单位 [大鼠肝凝集素 1 (RHL1) 和 RHL2] 可以组装成同、异寡聚复合物, 在质膜上显示出三种不同配体特异性的形式: RHL1 的高阶同源低聚物, 具有二对一化学计量比的 RHL1 和 RHL2 的高阶异低聚物,并且同源二聚体 RHL2 没有进一步同源齐聚的趋势。这些复合物的水平可以通过外源配体在质膜中进行调节。因此,即使是一个简单的双亚基受体也可以在结构金博宝188登录和社会功能上表现出显著的可塑性,强调了在单分子水平上破译单细胞低聚化的重要性。

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12 08/20| Rab10 和肌球蛋白-Va 介导脂肪细胞中胰岛素刺激的 GLUT4 储存泡移位。
Chen Y,Wang Y,Zhang J,Deng Y,Jiang L,Song E,Wu XS,Hammer JA,Xu T,Lippincott-Schwartz J
细胞生物学杂志。2012 8月20日 198 (月): 545-60。Doi: 10.1083/jcb.201111091

Rab 蛋白是胰岛素刺激的 GLUT4 转运到质膜 (PM) 的重要调节因子,但是由特定 Rab 蛋白调节 GLUT4 转运的精确步骤仍不清楚。在这里,我们系统地研究了 Rab 蛋白在 GLUT4 运输中的参与,重点是 Rab 蛋白直接介导 GLUT4 储存囊泡 (GSV) 传递到 PM。使用双色全内反射荧光 (TIRF) 显微镜和胰岛素响应的氨肽酶 (IRAP)-pHluorin 融合试验, 我们证明了 Rab10 直接促进了 GSV 在 PM 的易位和对接。Rab14 通过含有转铁蛋白受体 (TfR) 的内体隔间介导 GLUT4 传递到 PM,而 Rab4A 、 Rab4B 和 Rab8A 通过内体系统回收 GLUT4。肌球蛋白-Va 通过与 Rab10 相互作用与 GSVs 相关联,定位外周招募的 GSVs 进行最终融合。因此,多个 Rab 蛋白调节 GLUT4 的运输,Rab10 与 myosin-Va 协调介导胰岛素刺激的 GSV 移位到 PM 的最后步骤。

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12 05/29| 有丝分裂果蝇合胞体胚盘中的多尺度扩散。
Daniels BR,Rikhy R,Renz M,Dobrowsky TM,Lippincott-Schwartz J
美国国家科学院的美利坚合众国。2012 5月29日 109 (月): 8588-93。Doi: 10.1073/pnas.1204270109

尽管扩散对于早期黑腹果蝇胚胎中胚胎形态原梯度形成的基本重要性,但关于特征良好的形态原的扩散程度和扩散速度仍存在争议。此外,最近对扩散 “区段化” 的观察表明,扩散实际上可能是非理想的,并且是由一种尚未确定的机制介导的。在这里,我们描述了早期合胞体果蝇胚胎的几何形状对细胞质蛋白有效扩散率的影响。我们的结果表明,瞬时有丝分裂膜沟的存在导致了多尺度扩散效应,对整个胚胎的有效扩散速率有显著影响。利用活细胞实验和计算建模的结合,我们描述了这些效应,并将有效的整体扩散速率与早期胚胎合胞体胚盘核循环阶段的瞬时扩散系数联系起来。这种多尺度效应可能与相间核对有效扩散的影响有关, 因此,我们提出道合胞膜沟的一个尚未确定的作用是暂时调节大量胚胎的扩散率以平衡间期细胞核的多尺度效应, 这最终稳定了各种形态变化梯度的形状。

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05/16/月| ESCRT-III 聚合和重塑驱动的细胞动力学脱落的计算模型。
Elia N,Fabrikant G,Kozlov MM,Lippincott-Schwartz J
生物物理学报。2012 5月16日 102 (月): 2309 月。Doi: 10.1016/j.bpj.2012.04.007

运输所需的内体分类复合物 (ESCRT)-III 复合物,能够聚合和重塑,参与胞质分裂结束时连接两个子细胞的细胞间膜桥的脱落。在这里,我们将细胞动力学脱落过程中 ESCRT-III 的定量成像与 ESCRT-III 复合物的生物物理性质结合起来,以制定和测试 ESCRT 介导的细胞动力学脱落的计算模型。我们提出细胞动力学脱落是由 ESCRT-III 的裂变复合物驱动的,该复合物是由位于细胞间桥中心的细胞动力学中间体结构边缘的 ESCRT-III 聚合作用产生的。裂变复合物的形成是通过 vps4 辅助的 ESCRT-III 聚合物的重金博宝188登录塑和断裂来完成的。随后裂变复合体的自发收缩产生细胞间桥膜的弯曲变形。相关的膜弹性力推动裂变复合体沿着细胞间桥远离中间体,直到它达到平衡位置,决定分裂部位。膜附着在裂变复合体的圆顶状端盖上,驱动膜裂变,完成脱落过程。我们通过对膜弹性能的理论分析和对主要模型假设的实验验证,证实了该模型。

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12 05/14| DRP1-dependent 线粒体分裂在果蝇卵子发生过程中启动卵泡细胞分化。
天啊,Rikhy R,莉莉,Lippincott-施瓦茨 J
细胞生物学杂志上。2012 5月14日 197 (月): 487-97。Doi: 10.1083/jcb.201110058

退出细胞周期对于细胞在发育过程中启动终端分化程序是必不可少的,但是控制这种转变的是什么还不完全清楚。在本文中,我们论证了果蝇卵发生过程中卵泡细胞层发育中线粒体裂变活动和细胞周期退出之间的调控联系。发育中的卵巢滤泡细胞层的后部定位克隆细胞,主要线粒体分裂蛋白 DRP1 表达下调,线粒体元件广泛融合而不是分散。这些细胞没有退出细胞周期。相反,它们过度增殖,未能激活分化的 Notch,并表现出下游发育缺陷。在位于后部的 Marf-1 克隆中重新引入线粒体裂变活性或抑制线粒体融合蛋白 DRP1-null 逆转了 金宝搏官方Notch 依赖性分化中的阻滞。当 DRP1-driven Marf-1-depleted 克隆的线粒体分裂活动不受融合活动的反对时,卵泡细胞过早分化发生在有丝分裂阶段。因此,DRP1-dependent 线粒体分裂活动是果蝇卵子发生过程中卵泡细胞分化开始的新调控因子。

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12 03/23| 使用配对相关分析的光激活定位显微镜 (PALM) 数据集的定量分析。
森古普塔 P,利平科特-施瓦茨 J
生物论文: 分子、细胞和18bet体育官网发育生物学的新闻和评论。2012; 34 (5): 396-405。doi: 10.1002/bies.201200022

基于点射的超分辨率技术,如光激活定位显微镜 (PALM),涉及单个荧光分子的连续激活、成像和精确定位的多个循环。然后,通过编译所有图像序列来构建具有纳米结构信息的超分辨率图像。因为最终的图像分辨率是由检测到的单个分子的定位精度及其密度决定的,所以精确的图像重建需要对高密度荧光分子标记的生物结构进行成像。在这金博宝188登录样的图像数据集中,光子发射和中间黑暗状态的随机变化导致单个分子识别的不确定性。这反过来又阻碍了对分子分布和数量信息财富的适当利用。最近克服这个问题的策略是应用于 PALM 的配对相关分析。使用严格的统计算法来估计检测到的蛋白质的数量,这种方法允许定量描述分子的空间组织。

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12 02/23| 人类造血干细胞和祖细胞的骨髓归巢和植入是由一个极化的膜结构域介导的。
Larochelle A 、 Gillette JM 、 Desmond R 、 Ichwan B 、 cantillena A 、 Cerf A 、 Barrett J 、 Wayne AS 、 Lippincott-Schwartz J 、 Dunbar CE
血。2012 2月23日 119 (月): 1848-55。Doi: 10.1182/blood-2011-08-371583

体外操作造血干/祖细胞对干细胞扩增和基因治疗应用具有重要的临床意义。然而,与主要静止的非培养的热休克蛋白相比,大多数培养的热休克蛋白都在主动循环,并显示出归巢和植入缺陷。我们先前表明,热休克蛋白在体外通过富含粘附分子如四环素的极化膜域与成骨细胞接触。在这里,我们表明,在热休克蛋白的体外培养过程中,细胞循环的增加导致了这个膜结构域的破坏,这一点可以通过四 aspanin cd82 的极性破坏来证明。非培养的热休克蛋白上 CD82 的化学破坏或抗体介导的阻断导致非肥胖糖尿病/重度联合免疫缺陷 IL-2 γ (null) (NSG) 基质细胞粘附、归巢和植入减少小鼠与具有完整结构域的热休克蛋白的比较。与正常的热休克蛋白相比,大多数白血病肿瘤都在积极循环,相应地显示出 NSG 小鼠的结构域极性丧失和归巢减少。我们得出结论,静态细胞不同于主动循环细胞,显示了富含四分体的极化膜结构域,介导归巢和定植, 为循环细胞的归巢/植入缺陷提供了一个机制解释,并为增强植入提供了一个潜在的新的治疗靶点。

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12 04/19| 微管网络调控的细胞内空间定位。
Chen J,Lippincott-Schwartz J,Liu J
PloS one。2012; 7 (4): e34919。Doi: 10.1371/journal.pone.0034919

细胞内部空间调节的公认机制是膜界分隔和与亚细胞器的生化结合。我们使用计算建模来研究细胞中由微管网络介导的另一种空间调节机制。我们的结果表明,有丝分裂纺锤体可以对具有微管结合亲和力的分子,特别是 dynein 导向的货物施加强烈的隔离和浓缩作用。该模型可以概括三个不同微管网络形态的实验观察的本质: 果蝇合胞体胚胎中有丝分裂纺锤体对细胞质成分的隔离, 由果蝇神经母细胞中心体成熟的时间延迟引发的不对称细胞分裂,以及果蝇合胞体胚胎中相邻能量之间的扩散阻滞。因此,我们的模型表明,微管网络中细胞周期依赖性的变化对于实现不同的空间调控效果至关重要。与自由流动的环境相反,微管网络为分子提供了一个空间广泛的对接平台,并产生了一个 “结构化细胞质”。

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11/01/的执行情况| 胆汁酸加速肝细胞极性的细胞机制。
Fu D,Lippincott-Schwartz J,Arias IM
小 gtp 酶。2011 11月1日; 月 (月): 314-317。Doi: 10.4161/sgtp.18087

我们最近发现主要的哺乳动物胆汁酸,牛磺胆酸,加速了原代大鼠肝细胞的极性。牛磺胆酸通过 Epac-Rap1-MEK-LKB1-AMPK 途径增加细胞 cAMP 和信号,以获得其极性效应。这篇综述讨论了牛黄胆酸盐如何影响不同细胞极性因素,特别是 AMPK,从而调节产生极性的事件的可能机制。这些包括紧密连接的形成、顶端运输、回收内体动力学和细胞骨架重排。我们还讨论了牛磺酸胆酸盐的作用是否由其他 LKB1 下游激酶介导,如 Par1 和 nuak1。

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11/01/的执行情况| 融合或死亡: 在饥饿期间塑造线粒体命运。
Rambold AS,Kostelecky B,Lippincott-Schwartz J
交际与综合生物学。2011 11月1日; 月 (月): 752-月

线粒体不断改变其形状,从而影响不同的细胞过程,如细胞死亡或发育。最近,我们发现在饥饿期间线粒体融合成一个高度连接的网络。线粒体形状的变化依赖于裂变蛋白 Drp1 的失活,通过靶向两个不同的磷酸化位点。这种对线粒体分裂的快速抑制导致了无对抗的融合,保护线粒体免受饥饿诱导的降解,并使细胞能够在营养稀缺的条件下生存。

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12/27/11| 漂白/闪烁辅助定位显微镜用于使用标准荧光分子的超分辨率成像。金博宝188登录
Burnette DT,Sengupta P,Dai Y,Lippincott-Schwartz J,Kachar B
美国国家科学院的美利坚合众国。2011 12月27日 108 (52): 21081 月。Doi: 10.1073/pnas.1117430109

基于单分子精确定位的超分辨成像技金博宝188登录术,如光激活定位显微镜 (PALM) 和随机光学重建显微镜 (STORM), 通过用理论高斯拟合单个荧光分子的图像,以几十纳米的精度定位它们,实现高分辨率。PALM/STORM 分别依赖光活化蛋白质或光开关染料,这使得它们在技术上具有挑战性。我们提出了一种简单实用的方法来产生基于点定位的超分辨率图像,不需要光激活或光开关探针。这项技术被称为漂白/闪烁辅助定位显微镜 (BaLM),它依赖于所有常用荧光探针的固有漂白和闪烁行为特征。为了检测单个荧光团,我们只需获取一系列荧光图像。荧光团漂白或闪烁事件通过从系列的每个图像中减去后续图像来检测。类似地,通过从每一帧中减去上一帧来检测闪烁事件。图像减去后,通过用理论高斯拟合荧光强度分布来识别来自单个荧光团的荧光发射信号,并确定定位。我们还表明,香油与同一样品中的荧光分子光谱一起工作。因此,BaLM 将基于单分子的超分辨率定位扩展到用多个传统荧光探针标记的样品。

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12/04/11| 贝叶斯定位显微镜揭示了纳米级 podosome 动力学。
Cox S,Rosten E,Monypenny J,Jovanovic-Talisman T,Burnette DT,Lippincott-Schwartz J,Jones GE,Heintzmann R
自然方法。2012 2月; 9 (2): 195-200。doi: 10.1038/nmeth.1812

我们描述了一种定位显微镜分析方法,该方法能够使用标准荧光蛋白和氙弧灯照明在活细胞中提取结果。我们对闪烁和漂白 (3B 分析) 方法的贝叶斯分析将整个数据集同时建模为由许多荧光团生成的,这些荧光团可能在任何给定时间发光,也可能不发光。由此产生的技术允许每个帧中有许多重叠的荧光团,并统一了闪烁和漂白事件的定位分析。通过对整个数据集建模,我们能够使用荧光团的每次重现来提高定位精度。该技术的高性能使我们能够在 4-s 时间尺度上以 50 nm 的分辨率揭示整个细胞中 podosome 形成和解离的纳米级动力学。

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12/01/11| 线粒体和自噬串扰的机制。
Rambold AS,Lippincott-Schwartz J
细胞周期 (德克萨斯州乔治敦)。2011 12月1日; 月 (23): 4032 月。Doi: 10.4161/cc.10.23.18384

自噬是一种细胞生存途径,它回收细胞内的成分以补偿营养物质的消耗,并确保细胞器的适当降解。线粒体数量和健康受线粒体自噬调节,线粒体自噬是过度或受损的线粒体遭受自噬降解的过程。因此,自噬是线粒体健康和正常细胞功能的关键决定因素。最近有人提出线粒体自噬功能障碍会导致帕金森病的进行性神经元丢失。除了自噬在线粒体完整性中的意义之外,一些证据表明线粒体也可以在很大程度上影响自噬过程。线粒体影响和受自噬影响的能力同时存在这两种元素 (线粒体和自噬) 在一个或另一个系统中的缺陷会增加各种代谢和自噬相关疾病的风险的独特位置。

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11/04/11| T 细胞抗原受体下游信号分子的功能性纳米级组织。
Sherman E,Barr V,Manley S,Patterson G,Balagopalan L,Akpan I,Regan CK,Merrill RK,somers CL,Lippincott-Schwartz J,Samelson LE
豁免权。2011 11月23日; 35 (月): 705 月。Doi: 10.1016/j.immuni.2011.10.004

受体调节的细胞信号通常是通过形成不明确结构的瞬时、异质蛋白质复合物来介导的。我们使用单色和双色光活化定位显微镜来研究完整 T 细胞质膜上 T 细胞抗原受体 (TCR) 下游单分子细节的复合物。激酶 ZAP-70 与 TCR ZAP 链完全分布,并且在激活的细胞中与接头 LAT 部分混合,因此显示了 TCR 偶联的 ZAP-70 对 LAT 的局部激活。在静息和激活的细胞中,LAT 主要分布在小到二聚体的纳米级集群中,其形成依赖于蛋白质-蛋白质和蛋白质-脂质的相互作用。令人惊讶的是,适配器 SLP-76 定位于 LAT 簇的外围。这种纳米级结构依赖于聚合肌动蛋白,其破坏影响 TCR 依赖性细胞功能。这些结果扩展了我们对 T 细胞激活机制以及 TCR 介导的信号复合物的形成和组织的理解,这些发现也与其他受体系统相关。

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11/22/11| 分泌途径的进化范式?
Lippincott-Schwartz J
细胞分子生物学。2011 11月; 月 (21): 3929-32.doi: 10.1091/mbc.E11-05-0452

分泌途径由稳定的内质网和高尔基体组成的范例,使用离散的运输囊泡来交换它们的内容,从 1980 开创性的生物化学和遗传研究中获得了重要的支持。然而,绿色荧光蛋白的新成像技术的后续发展引入了动态过程的数据,而这些数据并没有被范式充分考虑。因此,我们可能会看到一个范例是如何进化的,以解释新技术的结果以及它们描述细胞过程的新方式。金博宝188登录

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12/07/11| 我们一起更强大: 融合保护线粒体免受自噬体降解。
Rambold AS,Kostelecky B,Lippincott-Schwartz J
自噬。2011 12月; 月 (月): 1568-月

饥饿诱导一种自我吞噬的保护过程,称为自噬,被认为是介导细胞质物质的非选择性降解。我们最近报道,在某些饥饿条件下,线粒体通过广泛融合进入线粒体网络来逃避自噬体降解。线粒体延伸的程度取决于营养剥夺的类型,氨基酸消耗具有特别强的影响。线粒体分裂蛋白 Drp1 的下调被认为是导致饥饿诱导的线粒体融合的重要因素。营养消耗期间线粒体网络的形成选择性地阻止了它们的自噬降解,大概是允许细胞维持有效的 ATP 生产,从而在饥饿中存活下来。

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10/14/11| 细胞生物学。切断线粒体。
Rambold AS,Lippincott-Schwartz J
科学 (纽约,纽约)。2011 10月14日; 第 334 (6053): 186 月。Doi: 10.1126/science.1214059
09/18/11| 使用 PALM 和 pair 相关分析探测质膜中的蛋白质异质性。
Sengupta P,Jovanovic-Talisman T,Skoko D,Renz M,Veatch SL,Lippincott-Schwartz J
自然方法。2011 11月; 月 (的执行情况): 969-75.doi: 10.1038/nmeth.1704

光活化定位显微镜 (PALM) 是一种研究蛋白质组织的强大方法,然而 PALM 数据集的定量空间分析工具在很大程度上缺失。将配对相关分析与 PALM (PC-PALM) 相结合,我们提供了一种分析跨质膜蛋白质组织复杂模式的方法,而无需确定绝对蛋白质数量。该方法使用一种算法来区分具有多个外观的单个蛋白质和蛋白质簇。这使得能够量化空间组织的不同参数,包括蛋白质簇的存在、它们在质膜中的大小、密度和丰度。使用这种方法,我们在 COS-7 细胞中展示了具有不同膜锚定和脂质分配特征的不同纳米级的血浆膜蛋白组织,并显示了糖基磷脂酰肌醇 (GPI) 的显著变化 -在不同扰动下锚定蛋白质排列。因此,PC-PALM 是一种有效的工具,对于蛋白质异质性和功能分析具有广泛的适用性,适用于其他单分子策略。

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07/19/11| 通过新的成像技术桥接发育生物学中的结构和过程。金博宝188登录
Lippincott-Schwartz J
发育细胞。2011 7月19日; 21 (1): 5-10。Doi: 10.1016/j.devcel.2011.06.030

发育生物学中的许多意想不到的发现依赖于成像技术的进步来可视化发育过程,因为它们在多个空间和时间尺度上展开。这篇文章调查了成像的最新进展,突出了新兴能力,着眼于那些对发育生金博宝188登录物学有最大影响的人。

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07/21/11| 管状网络的形成保护线粒体在营养饥饿期间免受自噬体降解。
Rambold AS,Kostelecky B,Elia N,Lippincott-Schwartz J
美国国家科学院的美利坚合众国。2011 6月21日 108 (月): 10190 月份。Doi: 10.1073/pnas.1107402108

线粒体是高度动态的细胞器,除了作为有效的 ATP 发生器外,还介导细胞凋亡和细胞周期控制等基本细胞功能。线粒体的形态变化受到严格的调控,它们的形状可以在较小的碎裂单元和较大的细长线粒体网络之间移动。我们证明了线粒体元素在营养消耗后不久就变得显著拉长和相互连接。这种线粒体形态的转变取决于饥饿的类型,当多种营养同时耗尽时,可以观察到附加效应。我们进一步表明,饥饿诱导的线粒体延伸是通过调节两个 Drp1 磷酸化位点下调动力相关蛋白 1 (Drp1) 介导的,导致无相反的线粒体融合。最后,我们建立了营养缺乏时的线粒体管化保护线粒体免受自噬体降解,这可以允许线粒体在饥饿期间最大化能量生产和供应自噬体膜。

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01/11| 使用荧光成像 (*) 对细胞功能进行体内新兴分析。金博宝188登录
Lippincott-Schwartz J
生物化学年度回顾。2011; 80: 327-32。Doi: 10.1146/annurev-biochem-121010-125553

了解所有类型的细胞如何感知外部和内部信号,以及如何处理这些信号以产生特定的反应,是生物学的一个主要目标。基因编码荧光蛋白 (FPs) 和荧光传感器在实现细胞功能的综合知识库方面发挥着重要作用。提供高灵敏度和社会多功能性,同时对生物标本进行最小干扰,探针可用于不同的显微镜技术,在许多空间尺度上可视化细胞过程。本卷中的三篇综述文章讨论了探针设计和应用的最新进展。这些发展有助于扩大生物系统中适合研究的生化过程的范围。他们为研究人员提供了令人兴奋的新工具来探索细胞过程是如何组织的,以及它们在体内的活性是如何被调节的。金宝搏官方

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04/13/11| 肌动蛋白弧在迁移细胞前沿进展中的作用。
Burnette DT,Manley S,Sengupta P,Sougrat R,Davidson MW,Kachar B,Lippincott-Schwartz J
自然细胞生物学。2011 4月; 13 (4): 371-81。doi: 10.1038/ncb2205

上皮细胞迁移需要前缘两个肌动蛋白模块的协调: 一个在片层,一个在片层。这两个模块如何机械地连接以调节定向边缘运动尚不清楚。使用活细胞成像和光激活方法,我们证明了片层脂蛋白的肌动蛋白网络时空演变成片层。这发生在边缘运动的回缩阶段,当肌球蛋白 II 重新分布到薄片脂肌动蛋白并将其浓缩成平行于边缘的肌动蛋白弧。新的肌动蛋白弧向后移动,在板层的焦点粘连处减速。我们提出,网络边缘延伸是由新生的病灶粘连推进新肌动蛋白弧线减慢并形成下一个突起事件的基础的部位发生的。肌动蛋白弧因此作为定向细胞运动过程中片层和片层金博宝188登录之间时空连接的结构元素。

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03/22/11| 胞质分裂期间运输 (ESCRT) 机械所需的内体分选复合体的动力学及其在脱落中的作用。
Elia N,Sougrat R,Spurlin TA,Hurley JH,Lippincott-Schwartz J
美国国家科学院的美利坚合众国。2011 3月22日 108 (月): 4846-51。Doi: 10.1073/pnas.1102714108

胞质分裂的最后阶段是脱落,即连接两个子细胞的窄膜桥的切割。胞质分裂需要运输 (ESCRT) 机制所需的内体分选复合体,ESCRT-III 在体外具有膜断裂活性,但 ESCRTs 在脱落中的作用尚未明确。在这里,我们使用结构化照明显微镜和延时成像来解剖脱落过程中 ESCRTs 的行为。我们的数据显示,ESCRT-I 亚基肿瘤易感基因 101 (TSG101) 和 ESCRT-III 亚基带电多囊泡体蛋白 4b (CHMP4B) 被依次招募到细胞间桥的中心, 形成一系列皮质环。然而,在胞质分裂后期,CHMP4金宝搏官方B 被急性招募到发生脱落的狭窄收缩部位。ESCRT 分解因子液泡蛋白分选 4 (VPS4) 跟随 CHMP4B 到该位点,细胞分离立即发生。ESCRT-III 和 VPS4 的到达在空间和时间上与脱落事件相关,表明这些蛋白质在细胞动力学膜脱落中的直接作用。金博宝188登录

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02/15/11| 靶向自噬用于癌症治疗的原则和当前策略。
Amaravadi RK,Lippincott-Schwartz J,Yin XM,Weiss WA,Takebe N,Timmer W,DiPaola RS,Lotze MT,White E
临床癌症研究: 美国癌症研究协会的官方期刊。2011 2月15日; 月 (月): 654-66。Doi: 10.1158/1078-0432.CCR-10-2634

自噬是一种进化上保守的细胞内自我防御机制,其中细胞器和蛋白质被隔离成自噬囊泡,随后通过与溶酶体的融合而降解。因此,细胞可以防止受损或不必要成分的毒性积累,但也可以回收这些成分以维持代谢的稳态。高度的自噬是面临代谢和治疗压力的癌细胞抵抗的一种机制,揭示了作为癌症治疗靶点的开发机会。我们总结了自噬和癌症领域的最新发展,并基于 2010年3月癌症治疗评估计划 (CTEP) 早期药物开发会议上提出的结果。在此,我们描述了我们目前对自噬机制的核心成分和肿瘤微环境中自噬的功能相关性的理解, 我们概述了这些知识是如何将自噬抑制剂羟氯喹 (HCQ) 与化疗、靶向治疗和免疫治疗相结合的临床前研究的。最后,我们描述了涉及 HCQ 作为第一代自噬抑制剂的正在进行的临床试验,以及开发新型、更有效和特异性自噬抑制剂的策略。

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01/25/11| 胆汁酸通过 cAMP-Epac-MEK-LKB1-AMPK 途径刺激肝细胞极化。
Fu D,Wakabayashi Y,Lippincott-Schwartz J,Arias IM
美国国家科学院的美利坚合众国。2011 1月25日 108 (月): 1403 月。Doi: 10.1073/pnas.1018376108

本研究描述了牛黄胆酸盐在胆小管形成中的独特功能,涉及通过 cAMP-Epac-MEK-Rap1-LKB1-AMPK 途径的信号传导。在大鼠肝细胞夹心培养物中,极化表现为胆小管从小结构向完全分支网络的连续进展。牛磺胆酸加速小管网络的形成,并伴随着 cAMP 的增加,这是由腺苷酸环化酶抑制剂阻止的。CAMP 依赖性 PKA 抑制剂不能阻止牛黄胆酸的作用。相比之下,另一种 cAMP 下游激酶 Epac 的激活加速了小管网络的形成,类似于牛磺酸胆酸盐的作用。抑制 Epac 下游靶点 Rap1 和 MEK,阻断牛黄胆酸盐的作用。牛磺胆酸快速激活 MEK 、 LKB1 和 AMPK,通过抑制腺苷酸环化酶或 MEK 来阻止。我们先前的研究表明,activated-LKB1 和 AMPK 参与小管网络的形成。胆汁酸合成、肝细胞极化和能量代谢调节之间的联系在正常肝细胞发育和疾病中可能很重要。

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12/01/10| 在单细胞和高通量筛选应用中确定膜蛋白拓扑结构。
Wunder C,Lippincott-Schwartz J,Lorenz H
细胞生物学/编辑委员会的当前协议,Juan S.Bonifacino.[等]。12月; 2010 章: 5.7 单元。Doi: 10.1002/0471143030.cb0507s49

正确的定位和拓扑结构对于蛋白质的细胞功能至关重要。为了确定膜蛋白的拓扑结构,最近建立了一种被称为荧光蛋白酶保护 (FPP) 分析的新技术。FPP 的唯一要求是荧光蛋白融合蛋白的表达和质膜的选择性透化,允许研究各种细胞类型和细胞器。内质网、高尔基体、线粒体、过氧化物酶体和自噬体等细胞器中的蛋白质拓扑结构已经由 FPP 确定。这里,提供了 FPP 测定的两种不同的分步方案。首先,我们描述了使用荧光显微镜对单个贴壁细胞进行 FPP 测定,其次,我们概述了用于高通量筛选应用的 FPP 测定。

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11/01/月| 金博宝188登录成像: 可视化的可能性。
Lippincott-Schwartz J
细胞科学杂志。2010 11月1日 123 (Pt 21): 3619 月。Doi: 10.1242/jcs081539
10/01/10| 漫漫长路: 窥视活细胞。
Lippincott-Schwartz J
自然细胞生物学。2010 10月; 月 (月): 918.doi: 10.1038/ncb1010-918
09/27/10| 饥饿细胞利用线粒体进行自噬体生物合成。
Rambold AS,Lippincott-Schwartz J
细胞周期 (德克萨斯州乔治敦)。2010 9月15日; 月 (法令》): 3633 月。Doi: 10.4161/cc.9.18.13170
10/01/10| AMP 激活的蛋白激酶和 lkb1 调节胆小管网络的形成和维持。
Fu D,Wakabayashi Y,Ido Y,Lippincott-Schwartz J,Arias IM
细胞科学杂志。2010 10月1日 123 (Pt 19): 3294-302。Doi: 10.1242/jcs.068098

腺苷酸活化蛋白激酶 (AMPK) 是一种细胞代谢传感器,在能量调节和代谢中至关重要。肝脏发育和再生过程中的肝细胞极化与新陈代谢增加平行。目前的研究探讨了 AMPK 及其上游激活剂 LKB1 对大鼠肝细胞胶原夹心培养物中极性和胆小管网络形成和维持的影响。顶端蛋白 ABCB1 和紧密连接标记物 occludin 的免疫染色表明小管网络的形成是连续的,并与 AMPK 和 lkb1 的激活相关。AMPK 和 LKB1 激活剂加速了小管网络的形成。显性阴性 AMPK 或激酶死亡的 LKB1 结构对 AMPK 或 LKB1 的抑制阻断了小管网络的形成。激活 AMPK 的 AICAR 和 2-脱氧葡萄糖绕过了激酶死亡 LKB1 对小管形成的抑制作用,表明 AMPK 直接影响小管网络的形成。小管网络形成后,显性阴性的 AMPK 或激酶死亡的 LKB1 结构对 AMPK 和 LKB1 的抑制导致小管网络的丢失, 表明 AMPK 和 LKB1 也参与了网络维护。此外,AMPK 和 LKB1 的激活阻止了低 Ca (2 +) 介导的小管网络和紧密连接的破坏。这些研究揭示了 AMPK 及其上游激酶 LKB1 调节小管网络的形成和维持。

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01/10| 单粒子追踪 photoactivated 本地化测绘显微单分子动力学。
Manley S,Gillette JM,Lippincott-Schwartz J
酶学方法。2010; 475: 109-20。Doi: 10.1016/S0076-6879 (10) 75005-9

使用光激活荧光蛋白的单分子定位技术的最新发展已经允许在活细胞中以高特异性、毫秒时间分辨率和纳米空间分辨率探测单分子运动。以这种方式分析高密度个体分子的动力学有望为许多生物过程的机制提供新的见解,包括质膜中的蛋白质异质性、细胞骨架流动的动力学, 和响应信号线索的受体复合物的聚类。在这里,我们描述了单分子跟踪光活化定位显微镜 (sptPALM) 的方法,并讨论了它的使用如何有助于对基本细胞过程的定量理解。

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01/10| 线粒体为饥饿期间自噬体生物发生提供膜。
Hailey DW,Rambold AS,Satpute-Krishnan P,Mitra K,Sougrat R,Kim PK,Lippincott-Schwartz J
细胞。2010 5月14日 141 (月): 656-67。Doi: 10.1016/j.cell.2010.04.009

饥饿诱导的自噬体吞噬细胞质和/或细胞器,并将其输送到溶酶体进行降解,从而补充耗尽的营养物质。尽管在理解这一过程的分子基础方面取得了进展,但自噬体的膜来源仍不清楚。在这里,我们证明,在饥饿的细胞中,线粒体的外膜参与自噬体生物合成。早期自噬体标记 Atg5 短暂定位于线粒体上的点状,随后是晚期自噬体标记 lc3。外线粒体膜蛋白的尾锚也标记自噬体,足以将另一个外线粒体膜蛋白 Fis1 传递给自噬体。荧光脂质 NBD-PS (在线粒体中转化为 NBD-磷酸乙醇胺) 从线粒体转移到自噬体。光漂白揭示线粒体和自噬体的膜是短暂共享的。Mitofusin2 耗竭破坏线粒体/ER 连接,显著损害饥饿诱导的自噬。因此,线粒体在饥饿诱导的自噬中发挥核心作用,为自噬体提供膜。

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01/10| 使用成像方法分析线粒体动力学和功能。金博宝188登录
Mitra K,Lippincott-Schwartz J
细胞生物学/编辑委员会的当前协议,Juan S.Bonifacino.[等]。3月; 2010 章: 单元 4.25.1-21。Doi: 10.1002/0471143030.cb0425s46

线粒体是细胞器,主要被称为细胞的发电站。然而,该领域的最新进展表明,线粒体也参与许多其他细胞活动,如脂质修饰、氧化还原平衡、钙平衡,甚至控制细胞死亡。这些多功能细胞器在形状和形式上是可移动的和高度动态的; 这种动态是由线粒体经历裂变和相互融合的能力带来的。因此,能够对线粒体形状变化进行成像,以与这些细胞器必须完成的各种细胞功能相关,这一点非常重要。这里描述的方案将使研究人员能够通过使用共聚焦显微镜对活细胞中的线粒体进行稳态和延时成像。线粒体的高分辨率三维成像不仅有助于详细理解线粒体结构,还可用于分析它们与细胞中其他细胞器的结构关系。可以进行 FRAP (光漂白后荧光恢复) 研究,以了解线粒体动力学或细胞器内任何线粒体分子的动力学。可以进行微照射试验来研究线粒体之间的功能连续性。本单元还包括了测量线粒体电位的方案。总之,这里描述的方案将有助于理解线粒体的结构-功能关系。金博宝188登录

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01/10| 使用单分子定位的超分辨率成像。金博宝188登录
Patterson G,Davidson M,Manley S,Lippincott-Schwartz J
物理化学年度回顾。2010; 61: 345-67。Doi: 10.1146/annurev.physchem.012809.103444

超分辨率成像是一个迅速出现的新的金博宝188登录显微镜领域,它极大地提高了光学显微镜的空间分辨率超过一个数量级 (大约 10-20-nm 的分辨率), 允许在分子尺度上描述生物过程。在这里,我们讨论了一种基于光可转换荧光分子稀疏子集的受控激活和采样的超分辨显微镜形式。在这种基于单分子的成像方法中,各种各样的探针已经被证明是有价值的,从基因可编码的光激活荧光蛋白到光开关的菁染料。这些已经被用于超分辨率成像的各种应用: 从三维、多色分子定位到活细胞中的纳米结构和分子跟踪。因此,基于单分子的超分辨率成像为获得不同时间尺度发生的生物事件的分子尺度信息提供了令人兴奋的可能性。

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01/10| 脂质和胆固醇作为内膜系统交通的调节器。
利平科特-施瓦茨 J,菲尔路
生物物理学年度回顾。2010; 39: 559-78。Doi: 10.1146/annurev.biophys.093008.131357

真核细胞的内膜系统使用膜封闭的载体在不同的膜结合隔间之间移动不同的大分子,这是细胞从其环境中分泌和吸收分子的要求。两个循环途径 -- 生物合成和内吞途径,每个都有特定的脂质成分 -- 组成了这个系统,高尔基体在两者之间介导运输。在这里,我们将基于脂质的机制整合到该系统的描述中。讨论了高尔基体的分区模型作为一个工作假设,以解释膜脂和基于横向脂分区分离的蛋白质如何支持生物合成和内吞回收途径的独特组成。面对不断的分子成分运输。我们进一步讨论计算建模如何允许解释实验结果,并提供对这些重要细胞途径的机械洞察。

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01/10| 亮单体光激活红色荧光蛋白,用于活细胞的双色超分辨率 sptPALM。
Subach FV,Patterson GH,Renz M,Lippincott-Schwartz J,Verkhusha VV
美国化学学会杂志。2010 5月12日 132 (法令》): 6481-91。Doi: 10.1021/ja100906g

快速出现的活体细胞超分辨率单分子显微镜技术依赖于基因编码的光激活荧光蛋白的持续发展。在单体 TagRFP 的基础上,我们开发了一种光激活 TagRFP 蛋白,该蛋白最初是深色的,但在紫光照射后变成红色荧光。与包括 PAmCherry 在内的其他单体暗红色光活化蛋白相比,PATagRFP 具有更高的分子亮度,更好的 pH 稳定性,对蓝光的灵敏度更低, 以及在系综和单分子模式下更好的光稳定性。光谱分析表明 PATagRFP 光活化是一个两步光化学过程,涉及两个不同发色团形式的连续单光子吸收。真正的单体行为,绿色荧光的缺失,以及活细胞中的单分子性能使 PATagRFP 成为双色成像技术的优秀蛋白质标签,包括传统的衍射限制光激活显微镜, 超分辨率光激活定位显微镜 (PALM) 和活细胞的单粒子跟踪 PALM (sptPALM)。使用几个 PATagRFP 标记的跨膜蛋白和 PAGFP 标记的网格蛋白轻链证明了双色 sptPALM 成像。对产生的 sptPALM 图像的分析显示,通过内吞作用内化到细胞中的单分子跨膜蛋白在空间和时间上与富含网格蛋白轻链分子的质膜域共定位。金博宝188登录

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01/10| 严重急性呼吸综合征相关冠状病毒的开放阅读框 3a 蛋白促进膜重排和细胞死亡。
Freundt EC,Yu L,Goldsmith CS,Welsh S,Cheng A,Yount B,Liu W,Frieman MB,Buchholz UJ,Screaton GR,Lippincott-Schwartz J,Zaki SR, xu XN,Baric RS,Subbarao K,Lenardo MJ
病毒学杂志。2010 1月; 84 (2): 1097-109.doi: 10.1128/JVI.01662-09

严重急性呼吸综合征相关冠状病毒 (SARS-CoV) 的基因组包含八个开放阅读框 (orf),编码新蛋白质。这些辅助蛋白对于体外和体内复制是可有可无的,因此对于病毒-宿主相互作用的其他方面可能是重要的。我们利用 SARS-CoV 的 3a 缺陷株研究了最大的辅助蛋白 -- ORF 3a 蛋白的功能。ORF 3a 缺失后,感染 SARS-CoV 后 Vero 细胞的细胞死亡减少。受感染细胞的电子显微镜检查揭示了 ORF 3a 在 SARS-CoV 诱导的囊泡形成中的作用,这是 SARS 患者细胞的一个突出特征。此外,我们报告 ORF 3a 对于 SARS-CoV 诱导的高尔基体片段化是必要和充分的,并且 3a 蛋白积累并定位到包含晚期内体标记的囊泡。最后,ADP-核糖基化因子 1 (Arf1) 的过表达,一种对维护高尔基体至关重要的小 gtp 酶,在感染期间恢复了高尔基体形态。这些结果确立了 ORF 3a 在 SARS-CoV 诱导的细胞死亡、高尔基体碎裂和细胞内囊泡积累中的重要作用。

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