Đan xen và cân bằng tinh tế: Hình thái lưới nội chất, Động lực, chức năng và bệnh tật Phần 2

2.2. Tên miền phụ ER có cấu trúc và chức năng

Các miền cấu trúc khác nhau của ER, chịu trách nhiệm cho các chức năng cụ thể, đã được đưa ra giả thuyết kể từ khi thu được hình ảnh kính hiển vi điện tử đầu tiên của ER.

Mối quan hệ giữa các miền cấu trúc và trí nhớ là một trong những chủ đề quan trọng trong việc nghiên cứu trí nhớ. Các miền cấu trúc đề cập đến các vùng trong não chịu trách nhiệm cho các chức năng khác nhau, chẳng hạn như các miền cấu trúc thị giác, các miền cấu trúc thính giác, v.v. Bởi vì các miền cấu trúc khác nhau tương ứng với thông tin cảm giác khác nhau nên phương pháp xử lý và quy tắc lưu trữ của chúng trong não cũng khác nhau, điều này sẽ ảnh hưởng đến sự hình thành và duy trì trí nhớ.

Nghiên cứu đã phát hiện ra rằng thông tin trong các lĩnh vực cấu trúc khác nhau được lưu trữ trong não vào những thời điểm cụ thể và sau đó được mã hóa, lưu trữ và truy xuất. Ví dụ, thông tin thính giác cần được ghi nhớ ngay lập tức, trong khi thông tin thị giác có thể được ghi nhớ chậm hơn. Điều này cho thấy thông tin trong các miền cấu trúc khác nhau có các đặc điểm bộ nhớ khác nhau và yêu cầu các chiến lược ghi nhớ khác nhau để ghi nhớ.

Ngoài ra, còn có sự tương tác giữa các lĩnh vực cấu trúc khác nhau. Nghiên cứu cho thấy thông tin thị giác và thính giác có thể bổ sung cho nhau để tăng cường trí nhớ. Ví dụ, khi học một từ, việc quan sát hình thức và cách phát âm của nó có thể được lưu trữ trong não cùng lúc, điều này có thể làm tăng số lượng và chất lượng ghi nhớ của từ đó.

Nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng cảm xúc có thể ảnh hưởng đến việc hình thành và lưu giữ ký ức. Miền cấu trúc cảm xúc và miền cấu trúc ký ức trong não có mối liên hệ với nhau. Những thăng trầm của cảm xúc sẽ ảnh hưởng đến việc truyền tín hiệu và xử lý thông tin trong não, từ đó ảnh hưởng đến việc hình thành và duy trì trí nhớ.

Do đó, để cải thiện trí nhớ, chúng ta cần hiểu mối quan hệ giữa các lĩnh vực cấu trúc khác nhau, áp dụng các chiến lược ghi nhớ tương ứng và duy trì trạng thái cảm xúc tốt. Thông qua học tập và lối sống tích cực, chúng ta có thể liên tục cải thiện khả năng ghi nhớ và làm cho bộ não của chúng ta khỏe mạnh hơn. Có thể thấy rằng chúng ta cần cải thiện trí nhớ, và Cistanche Deserticola có thể cải thiện đáng kể trí nhớ, bởi vì Cistanche Deserticola có tác dụng chống oxy hóa, chống viêm và chống lão hóa, có thể giúp làm giảm quá trình oxy hóa và các phản ứng viêm trong não, từ đó bảo vệ cơ thể. sức khỏe của hệ thần kinh. Ngoài ra, Cistanche Deserticola cũng có thể thúc đẩy sự phát triển và sửa chữa các tế bào thần kinh, do đó tăng cường khả năng kết nối và chức năng của mạng lưới thần kinh. Những tác động này có thể giúp cải thiện trí nhớ, tốc độ học tập và tư duy, đồng thời cũng có thể ngăn ngừa sự phát triển của rối loạn chức năng nhận thức và các bệnh thoái hóa thần kinh.

Bấm Biết để cải thiện trí nhớ ngắn hạn

Vào những năm 1950, George E. Palade đã nhận thấy rằng các tấm ER có xu hướng được đính các ribosome, được gọi là ER thô, trong khi các ống thận phần lớn không có ribosome, hoặc mịn [46,47]. Sự khác biệt về cấu trúc ở các vùng khác nhau của mạng đã làm nảy sinh giả thuyết về các miền phụ chức năng ER. Kể từ đó, công việc quan trọng đã được thực hiện để liên hệ hình thái của ER với chức năng của nó.

2.2.1. Nhà máy Protein và Kiểm soát Chất lượng

Vai trò được hiểu rõ nhất của ER là tổng hợp và chèn protein vào màng ER hoặc lòng, và điều này xảy ra chủ yếu nhờ các ribosome liên kết với mặt tế bào của ER, nơi chuỗi polypeptide mới được tổng hợp được dịch chuyển qua translocon Sec61, như đã xem xét ở số đặc biệt này của Sicking et al. [48].

InS. Cerevisiae, mật độ ribosome dạng tấm được phát hiện là lớn hơn đáng kể so với mật độ ribosome của ống [49]. Khi ribosome gắn vào ER để cho phép dịch mã các protein gắn trên màng được tiết ra, kết quả này, cùng với kết quả của các nghiên cứu kính hiển vi điện tử chẳng hạn như của Palade [46,47], đã dẫn đến ý tưởng rằng các tấm là nơi chính để sinh tổng hợp protein trong phòng cấp cứu. Độ cong của màng tương đối thấp và thể tích lumen lớn của tấm là tối ưu cho cả sự liên kết của ribosome hoặc polyribosome với lớp kép và khả năng tiếp cận của người đi kèm với các peptide mới sinh cần thiết để gấp và sửa đổi sau dịch mã.

Đồng tình với ý kiến ​​cho rằng các tấm ER thô được đính ribosome tạo thành một miền chức năng "nhà máy protein", các tế bào chuyên tiết ra protein, chẳng hạn như các tế bào tiết tuyến tụy, có tỷ lệ các tấm ER thô cao hơn các tế bào tiết ra rất ít protein, chẳng hạn như các tế bào tiết ra rất ít protein. như tế bào biểu mô và tế bào thần kinh [50]. Các thành phần của translocon cũng được làm giàu ở dạng tấm [13].

Kết hợp lại với nhau, những kết quả này cho thấy rõ ràng rằng các tấm là vị trí chính của quá trình sinh tổng hợp protein trong ER. Các protein màng và lòng mạch mới được tổng hợp cần gấp lại đúng cách và được sửa đổi một cách thích hợp sau dịch mã, chẳng hạn như bằng cách thêm vào và cắt bớt chuỗi glycan sau đó và sự hình thành của cầu nối disulfide (được xem xét trong [51,52]).

Quá trình này bao gồm nhiều người đi kèm và enzyme thường trú ER hoạt động theo trình tự để hỗ trợ và theo dõi trạng thái gấp và glycosyl hóa chính xác thông qua chu trình thecalnexin/calreticulin. Bất kỳ protein nào không gấp nếp đều được nhận biết và loại bỏ khỏi chu trình này, trở thành dịch chuyển ngược ra khỏi ER và bị phân hủy bởi proteasome trong quá trình thoái hóa liên quan đến ER (ERAD) [51].

Tải lượng protein gấp sai được giám sát chặt chẽ và nếu tích tụ quá nhiều, phản ứng protein chưa được gấp lại (UPR) sẽ được kích hoạt, dẫn đến sự điều hòa lại các protein thường trú ER quan trọng cần thiết cho quá trình gấp protein kết hợp với sự ức chế tổng hợp protein [53].

Trong khi các protein liên quan đến quá trình gấp nếp và bổ sung glycan được phân bố khắp nơi trong ER, có bằng chứng cho thấy một số protein quan trọng nhất định trong quá trình kiểm soát chất lượng và con đường ERAD có thể tập trung ở các cấu trúc chuyên biệt gọi là khoang kiểm soát chất lượng có nguồn gốc từ ER (ERQC) được định vị bên cạnh nhân [52]. Trong khi bản chất chính xác của khoang này và cách nó kết nối với ER số lượng lớn vẫn chưa rõ ràng, thì vị trí của nó phụ thuộc vào dynein microtubulemotor [54].

Điều thú vị là, căng thẳng ER kéo dài đã được chứng minh là tạo ra sự hình thành thuận nghịch các vòng xoắn của màng ER không có ribosome chứa translocon Sec61 và enzyme báo hiệu keyUPR giống PKR-like ER kinase (PERK), nhưng không phải là lưới, CLIMP63 hoặc chất đánh dấu lòng ống calreticulin [55 ]. Các vòng xoắn được hình thành từ các cấu trúc dạng mụn nước/hình ống phát triển từ ER thông qua con đường COPII (xem bên dưới) và sau đó hợp nhất và làm phẳng. Điều này khác biệt rõ rệt so với điều kiện bình thường, trong đó Sec61 bị loại khỏi các túi COPII.

Những vòng xoắn này có thể tạo điều kiện thuận lợi cho hai kết quả UPR: ức chế chuyển vị protein bằng cách phân tách và vô hiệu hóa các translocon và kích hoạt PERK. Các vòng xoáy giống với ER trơn tru có tổ chức (OSER) được thấy trước đây khi một số protein ER nhất định như HMG-CoA reductase hoặc cytochrome b5 được biểu hiện quá mức [56,57]. Làm thế nào whorls và OSER liên quan đến ERQC là một câu hỏi quan trọng cần được giải quyết trong tương lai.

2.2.2. ERES: Kiểm tra xuất khẩu

Các protein màng và màng được gấp lại chính xác để lại ER tại các vị trí thoát ER (ERES), có cấu trúc khác biệt, puncta không có ribosome nằm trong mạng lưới ER thô.

Các vị trí thoát bao gồm một cụm màng hình ống [58,59], liên tục với màng ER. Trong các tế bào của động vật có xương sống, ERES nằm rải rác trên mạng và việc chuyển protein từ ER sang Golgi phụ thuộc vào sự vận chuyển phụ thuộc vào vi ống thông qua phức hợp protein vận động thedynein/dynactin [60]. Bản thân ERES trải qua các chuyển động tầm ngắn trên vi ống [61].

Hai phức hợp vỏ protein, COPI và COPII, hỗ trợ việc hình thành và tổ chức các vị trí thoát ra cũng như vận chuyển protein. COPII tạo thành một giàn giáo để làm biến dạng màng, điều chỉnh việc hàng hóa đi vào ERES [62] và vẫn được định vị vào ERES ngay cả sau khi hàng hóa đã rời đi [63–65]. Tuy nhiên, COPI di chuyển cùng với hàng hóa khi nó được vận chuyển ra khỏi địa điểm xuất cảnh [66], cũng như Rab1 [65]. Vai trò chính xác củaCOPI trong việc vận chuyển hàng hóa ra khỏi ER vẫn chưa được biết rõ, nhưng nó có thể đóng một vai trò trong việc phân loại và vận chuyển hàng hóa đến bộ máy Golgi [66,67].

Cấu trúc bậc cao hơn của ERES chỉ mới được xác định gần đây bằng FIB-SEM.Weigel et al. phát hiện ra rằng một mạng lưới đan xen gồm các ống hẹp (đường kính 40–60nm) tồn tại ở các vị trí thoát, được kết nối với ER bằng cổ COPII hẹp hơn một chút [63]. Các ống ngọc trai dài, có dấu chấm COPI cũng được tìm thấy kéo dài từ các vị trí thoát , dọc theo các vi ống hướng tới bộ máy Golgi.

Các đường viền như ngọc trai là dấu hiệu đặc trưng của lực căng dọc trong màng ống [68] và có thể là kết quả của lực tác dụng bởi dynein/dynactin [60]. Việc tạo màng như vậy đã được đưa ra giả thuyết là tiền thân của quá trình phân hạch, biến ống thành túi [69].

Dynein có thể được tuyển dụng vào màng ERES thông qua sự tương tác giữa dynactin p150 và các thành phần COPII Sec23 và Sec24 [70], nhưng làm thế nào động cơ gắn vào các chất mang khi lớp phủ bị mất là một câu hỏi mở. Một con đường tiềm năng là thông qua BicD2 và Rab6, đã được chứng minh là có thể tuyển dụng dynein vào ERES và thúc đẩy sự tập trung của chúng trong khu vực hạt nhân [59].

Kinesin-1 cũng có mặt trên cả ERES [61] và các phương tiện vận chuyển mà chúng sản xuất [71]. Điều thú vị là, các vị trí thoát ra cũng được phát hiện có đường kính tăng gấp đôi do sự tích tụ của hàng hóa, trong khi đường kính của các ống ER gần đó không bị ảnh hưởng [63]. Cùng với nhau, những nghiên cứu này cho thấy rằng các trang thoát ER là các tên miền phụ xuất khẩu hàng hóa có tổ chức cao, có khả năng đáp ứng những thay đổi trong yêu cầu của tế bào.

2.2.3. MCS: Sản xuất lipid

Cho rằng các tấm có khả năng chịu trách nhiệm sinh tổng hợp protein, liệu các ống có thể chịu trách nhiệm tổng hợp lipid và cân bằng nội môi ion canxi không? Để hỗ trợ cho ý tưởng này, các tế bào chịu trách nhiệm tổng hợp steroid, chẳng hạn như tế bào vỏ thượng thận, có ER mịn không có ribosome tương ứng hơn [72].

Người ta cũng đề xuất rằng các vị trí tiếp xúc màng (MCS) giữa ER và các bào quan khác có thể phổ biến hơn ở vùng ống không có ribosome của mạng lưới, đặc biệt là những MCS được hình thành với màng sinh chất, nội bào, giọt lipid và ty thể [73 –78]. MCS và các protein liên quan được thảo luận trong bài đánh giá này được hiển thị trong Hình 2.

MCS là các kết nối liên kết giữa các bào quan, trong đó các màng không hợp nhất mà cách nhau 5–30 nm [79–82]. Sự gần gũi của các màng như vậy cho phép vận chuyển hàng hóa không có mụn nước giữa các bào quan [83]. MCS hiện diện giữa ER và hầu hết mọi cơ quan dưới tế bào khác [38,81]. Chức năng, hình thái và động lực học của chúng rất đa dạng và được đánh giá kỹ lưỡng (ví dụ: [84–86]).

Ở đây, chúng tôi sẽ tập trung vào các liên kết giữa MCS và chức năng ER và động lực học. Quá trình sinh tổng hợp lipid được biết là xảy ra chủ yếu trong ER [87,88]. Bằng cách sử dụng phương pháp phân đoạn tế bào, người ta đã phát hiện ra sự phong phú của bộ máy liên quan đến tổng hợp lipid và sterol trong màng ER liên kết với ty thể [89–91] và màng sinh chất [92]. 

Gần đây hơn, người ta đã chứng minh rằng các vị trí tiếp xúc với màng plasma ER-plasma là cần thiết để tổng hợp phosphatidylcholine, một thành phần không thể thiếu của màng sinh học, trong nấm men [93]. Bộ máy chuyển hóa lipid cũng đã được tìm thấy ở rìa đầu của ống ER động [7] và trong các túi năng động có nguồn gốc ER tiếp xúc với nhiều bào quan khác trong tế bào Cos-7 [94].

ER cũng chịu trách nhiệm tổng hợp lipid trung tính [95]. Lipid trung tính thiếu các nhóm tích điện và do đó không thể dễ dàng tích hợp vào lớp lipid kép. Thay vào đó, các giọt lipid được hình thành, bao gồm lớp đơn aphospholipid bao quanh lõi lipid trung tính. Chi tiết chính xác về sự hình thành các giọt lipid vẫn còn đang được tranh luận; tuy nhiên, hiện nay người ta biết rằng các giọt lipid được hình thành trong ER [96–98].

Lipid trung tính tập hợp bên trong lớp lipid kép của ER, tạo thành thấu kính giữa các lá bên trong và bên ngoài [97], trước khi nảy chồi vào tế bào chất [99]. Ở thực vật, người ta cũng đề xuất rằng các giọt lipid được hình thành trong các miền phụ chuyên biệt của ER [100]. TÔI

Ngoài việc được hình thành trong ER, các giọt lipid có thể tiếp xúc lại với ER sau khi chúng đã hình thành [101]. Các cầu nối màng giọt lipid ER được hình thành được đề xuất để tạo điều kiện thuận lợi cho việc trao đổi các enzyme chuyển hóa lipid, nếu không có các giọt lipid lớn sẽ không được hình thành [102–104].

Việc phát hiện ra bộ máy chuyển hóa lipid được điều hòa tăng cường trong ER dạng ống, đặc biệt là ở MCS với màng tế bào, ty thể và các giọt lipid, cho thấy rằng các miền phụ này cũng tham gia vào quá trình chuyển hóa lipid [7,89–92,94,95].

For more information:1950477648nn@gmail.com