细胞的细胞骨架有助于神经元内的能量转移和信息处理

细胞支架中的功能障碍和畸形被认为有助于心肌无力，神经退行性疾病甚至耳聋。现在德克萨斯大学圣安东尼奥分校(UTSA)的生物物理学研究已经仔细研究了细胞的细胞骨架并发现了一个新目的：它有助于神经元内的能量转移和信息处理。

UTSA物理和天文学系副教授Marcelo Marucho过去4年研究了细胞骨架的肌动蛋白丝和微管。他致力于追踪这些结构的能量转移如何影响细胞功能。

该研究提出，细丝的结构变化(突变)和生物体液的改变打破了在正常条件下支配细胞骨架细丝的束缚和传递特性的分子机制之间的平衡和竞争。反过来，这会产生受损的组装和沿着这些细丝的有缺陷的电信号传播，导致细胞病理学。

已知年龄和遗传因素有助于疾病的发展，但Marucho的研究提供了洞察细胞骨架的电学特性如何促成细胞的降解。

“有证据表明，细丝会像电线一样导电，”Marucho说，他结合生物学和物理学来理解他所谓的生物纳米线 - 一种细胞的电缆。“细丝，F-肌动蛋白和微管，能够在神经元内传播电脉冲。这种特性是科学家们通常没有考虑过的。”

UTSA研究人员开发了具有膜片钳和光散射实验的多尺度模型，以确定电传播的方式以及它如何影响长丝的机械性能。这些初步结果将有助于他更好地了解允许细胞生物能量发育的正常条件。细胞的细胞骨架或细丝是细胞形状的原因。它们还组织细胞部分并影响细胞的运动和分裂。但Marucho认为，细胞骨架细丝也能够传导电能。

“我们还想阐明pH溶液，包括数量和类型的盐如何产生正确的细胞骨架结构健康形成，”Marucho说。“生物液体是介导细胞骨架细丝之间相互作用的必要介质。”

总而言之，Marucho博士在四年内从美国国立卫生研究院(NIH)获得了150万美元的研究经费，以继续他对肌动蛋白丝的研究并更深入地研究微管。

这项美国国立卫生研究院的资助是UTSA研究资金标志性一年的一部分。仅在2018财年，UTSA的研发总支出就达到了6970万美元。