光控的细胞骨架可以有哪些新发现

LMU研究人员开发了抗癌药物紫杉酚的光敏衍生物，该衍生物可对神经元中的细胞骨架动力学进行基于光的控制。这些药物可以光学图案化细胞分裂，并可以阐明紫杉醇的作用。

高等生物的细胞依赖于蛋白质丝的三个动态可重构系统(统称为细胞骨架)，它们在涉及运动和方向性的所有基本细胞过程中都起着至关重要的作用。这些系统之一由巨大的空心聚合物管(称为微管)组成，依次由称为微管蛋白的球状亚基组成。微管充当线粒体，神经递质和其他生化物质在细胞内运输的高速公路，协调的微管组件形成纺锤体，负责将染色体有序地分离到子代细胞细胞分裂期间(有丝分裂)。因此，与微管特异性结合并使它们稳定或不稳定的化合物为细胞货物运输，有丝分裂调控和胚胎发育模式的研究提供了重要的工具。这类化合物还可以用作抑制肿瘤细胞增殖的强大抗癌药，而紫杉醇(Taxol)，长春花生物碱，埃坡霉素，auristatin和dolastatins等药物已被用于治疗全球数百万癌症患者。

LMU药房部门的OliverThorn-Seshold说：“将这些药物用作研究工具的问题在于它们不够精确，无法告诉我们我们需要知道的知识。”生物学在亚细胞水平受到调节，并具有极高的时间准确性，但是这些药物作用于它们到达的所有细胞，因此不可能随时间调节其动力学。现在，他和他的同事们解决了这个问题。他与纽约大学的DirkTrauner和乌得勒支大学的AnnaAkhmanova合作，开发了这些药物的光响应类似物，可以在特定时间将其激活。这使得人们可以更精确地控制它们与微管的相互作用。“这些对光有反应的试剂使我们能够进行一系列功能强大的高精度生物学研究，”Thorn-Seshold解释说。研究人员已经使用了它们的光响应化合物来进行光学控制细胞分裂，细胞存活，细胞骨架结构和重塑率下降到单个细胞的水平，甚至到神经元的亚细胞区域。

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