细胞修复过程中一种自组织的信号层级塑造皮层图样

细胞通过产生Rho GTP酶激活的动态模式，来引导随后所需的Rho GTP酶效应子的模式化分布，从而在从细胞分裂到细胞修复等过程中重塑细胞皮层。为了理解此类模式如何产生，我们采用活细胞成像、时间分辨的Rho GTP酶操控以及一种新的计算工具，研究了受损非洲爪蟾卵母细胞中Rho、Cdc42及若干Cdc42下游靶标的时空动力学。我们发现，损伤诱导的Rho和Cdc42活性向同心区域分离这一特征性过程之后，Cdc42区域进一步发生极化：Toca-1逐渐富集于Cdc42区域的后部，而Arp2/3、cofilin、cortactin以及Rho GAP p190RhoGAP则逐渐富集于Cdc42区域的前部，即其与Rho区域重叠之处。值得注意的是，Rho活性与Cdc42的并置是p190RhoGAP极化所必需的，而p190RhoGAP则负责建立Cdc42区域与Rho区域之间的边界。结果表明，Rho区域与Cdc42区域的特征性分离，以及Cdc42区域的极化，均源于细胞皮层的自组织。此外，这些发现揭示了一种用于分层建立皮层模式的简单机制：将新蛋白募集到信号分区重叠的区域。

细胞通过产生Rho GTP酶激活的动态模式，来引导随后形成的Rho GTP酶效应子的空间分布，而这些效应子对于在从细胞分裂到细胞修复等过程中重塑细胞皮层是必需的。为理解此类模式如何产生，我们结合活细胞成像、时间分辨的Rho GTP酶操控以及一种新型计算工具，研究了受伤非洲爪蟾卵母细胞中Rho、Cdc42以及若干Cdc42下游靶标的时空动态。我们发现，伤口诱导的Rho与Cdc42活性向同心区域分离这一特征性现象之后，Cdc42区域进一步发生极化：Toca-1逐渐集中于Cdc42区域的后部，而Arp2/3、cofilin、cortactin以及Rho GAP p190RhoGAP则逐渐集中于Cdc42区域的前部，即其与Rho区域重叠之处。值得注意的是，Rho活性与Cdc42的并置是p190RhoGAP极化所必需的，而p190RhoGAP则负责建立Cdc42区域与Rho区域之间的边界。结果表明，Rho区域与Cdc42区域的特征性分离，以及Cdc42区域的极化，均源于皮层自组织。此外，这些发现揭示了一种用于分层建立皮层模式的简单机制：将新蛋白募集到信号分区重叠的区域。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.21.746176v1?rss=1

🏷️ 细胞修复 Rho GTP酶 Cdc42 细胞皮层 自组织 时空动力学