每日科研進展 l 2022.06.15 l 幾丁質(zhì)脫乙酰酶是昆蟲股骨肌肉附著和移動所必需的

昆蟲和其他節(jié)肢動物中的肌肉附著位點(MAS、apodemes)涉及特殊的上皮細胞,稱為肌腱細胞,它們粘附在含有幾丁質(zhì)的頂端細胞外基質(zhì)上。這項研究中,研究人員使用針對赤擬谷盜?Tribolium castaneum(Tc)中特定?CDA?同種型的dsRNA?介導的基因沉默方法,發(fā)現(xiàn)了幾丁質(zhì)脫乙酰酶?(CDA)?在節(jié)肢動物運動和肌肉附著中的功能(圖?1)。

TcCDA1?或交替剪接的?TcCDA2?同種型?TcCDA2a?的消耗導致股骨?-?脛骨關(guān)節(jié)的內(nèi)部肌腱角質(zhì)層斷裂,肌肉從內(nèi)部和外部肌腱細胞分離,以及運動缺陷(圖?2)。?

TcCDA?缺乏并不影響早期肌肉發(fā)育和肌纖維向表皮?MAS?的生長,而是導致微管發(fā)育中止、半粘附連接喪失和肌腱細胞形態(tài)異常,所有這些特征都與細胞內(nèi)和細胞間張力喪失一致(圖?3)。

此外,同時消耗?TcCDA1?或?TcCDA2a和透明帶結(jié)構(gòu)域蛋白?TcDumpy?可防止內(nèi)部肌腱角質(zhì)層斷裂,進一步支持肌肉和肌腱細胞之間力依賴性相互作用的作用(圖?4)。

這項表明,通過下調(diào)屬于?I 型亞家族的特定幾丁質(zhì)脫乙酰酶?(CDA)?異構(gòu)體來干擾昆蟲幾丁質(zhì)脫乙酰化,會導致股骨-脛骨關(guān)節(jié)處的幾丁質(zhì)內(nèi)肌腱角質(zhì)層斷裂,肌肉從內(nèi)肌腱和外肌腱脫離細胞和運動功能受損。?該研究揭示了?CDA?樣蛋白與含透明帶結(jié)構(gòu)域的蛋白在肌肉骨骼連接、維持肌腱細胞微管完整性、肌肉力量傳遞、肢體運動和運動方面的新發(fā)現(xiàn)。??
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https://doi.org/10.1073/pnas.2120853119