키스와 런 퓨전

Kiss-and-run fusion

키스와 런 퓨전(Kiss-and-run fusion)은 시냅스(시냅스)가 일시적으로 열리고 닫히는 형태다.이러한 형태의 외피성 증후에서, 복실 도크와 일시적인 퓨즈가 전 시냅스 막에 있고 시냅스 전체에 걸쳐 그 신경전달물질을 방출하고, 그 후에 복실체는 다시 사용될 수 있다.[1][2]

키스와 런은 완전융합과는 다른데, 이때 방광은 플라즈마 막으로 완전히 붕괴된 다음 나중에 쇄도-코트에 의존하는 공정에 의해 회수된다.[3]신경전달물질은 '퀀타'에 방출될지도 모른다는 생각은 1955년 베르나르 카츠와 호세 델 카스티요에 의해 처음 소개되었는데, 이때 신경단자의 전자파 영상이 처음 나타났다.일시적인 융접과 방광막의 빠른 회수 가능성은 1973년 브루노 체카렐리가 제안했는데, 전자현미경으로 조사해 개구리의 신경근접을 강하게 자극했고, 전기생리학, 전자현미경학, 급속동결 등을 이용한 다음 해의 그의 집단의 작업에 의해 간접적으로 지지되었다.기술실제 용어인 키스와 런은 세카렐리의 협력자들에 의해 동시 막 캐패시턴스와 암페리미터 송신기 방출 측정의 첫 번째 연구가 수행된 후 소개되었으며, 일시적인 베실 융접 동안 실제로 분비물이 방출될 수 있음을 나타냈다.[4]오늘날, 완전한 융합과 키스 앤 런 퓨전 그리고 어떤 모델이 시냅스 방출의 메커니즘에 대한 더 정확한 그림을 묘사하는지에 대해 앞뒤로 논쟁이 있다.[5]전자 마이크로그래프에서 관찰된 분비에 따라 부분적으로 비어 있는 분비물 음낭의 축적이 증가한 것은 키스 앤 런 모델에 유리한 가장 설득력 있는 증거다.분비물에 이어 부분적으로 비어 있는 음낭이 축적되면 분비 과정 중에는 음낭 내용물의 일부만 세포 밖으로 나갈 수 있다는 것을 알 수 있는데, 이는 분비물 음낭이 일시적으로 세포 플라스마 막과 연속성을 확립하고 내용물의 일부를 배출한 다음 분리하여 다시 제거할 경우에만 가능했다.도장을 찍다

디스커버리

과도성 폐결핵 융합은 1955년 카츠와 델 카스티요에 의해 가설되었다.[citation needed]그러나 최초의 체계적인 연구는 1973년 체카렐리 외 연구진에 의해 수행되었다.체카렐리 외 연구진은 개구리 신경근접합을 연구하여, 내피성 유기체를 식별하기 위해 고추냉이 과록시디제 등의 마커로 자극하고, 20분에서 4시간까지의 기간 동안 가벼운 자극(2Hz)이나 강한 자극(10Hz) 프로토콜을 사용했다.[1][6]체카렐리 외 연구진은 4시간 동안 낮은 자극에서 시간이 지남에 따라 베시클라인이 표시된 고추냉이 과산화효소가 증가하고 큰 오르간젤은 증가하지 않는다는 것을 발견했는데, 이는 베시클이 전 시냅스 막과 빠르게 융합된 후 신경전달물질을 방출한 후 그것과 분리되었음을 나타낸다.[1]그들은 낮은 자극 빈도에서 대부분의 염소가 자극 중과 후에 시냅스 전 막에서 빠르게 다시 형성된다는 가설을 세웠다.[1]체카렐리 연구소의 추가 연구는 전기생리학 데이터와 형태학 데이터를 비교함으로써 과도 핵융합 가설의 증거를 축적했다.특히, 방광융해 이미지는 동결 수축 전 시냅스 막과 신경에 단일 충격이 전달된 후 몇 ms의 단자에서 얻은 전자 마이크로스코프 영상에 대해 검사되었다.[7]1993년 알바레즈 드 톨레도와 동료들은 (표면 영역의 변화를 감시하는) 막 캐패시턴스의 측정과 매개체 방출의 암페리미터 검출의 결합을 통해 일시적인 용융 베시클의 순간적인 개방 동안에 분비물 방출의 발생을 직접 입증했다.[4]이로 인해 Fesce 등은 일시적인 융합을 지지하는 모든 간접적인 증거를 재집고 키스와 런이라는 용어를 동전으로 바꾸게 [2]되었다.일시적 또는 키스 앤 런 핵융합에 대한 가장 설득력 있는 증거는 세포 플라즈마 막에서 영구적인 컵 모양의 지질단백질 [8]구조인 뽀로솜이 발견되었는데, 이 구조에서 분비된 음낭이 일시적으로 도킹되고 융합되어 세포에서 고관내 내용물을 방출하는 것이다.

키스앤런에 대한 증거

체카렐리 외 연구원에 의한 키스 앤 런 메커니즘의 발견으로, 키스 앤 런 융합을 뒷받침하는 증거를 제공하는 후속 연구가 많이 행해졌다.모든 연구에 따르면 키스와 런 융합이 완전한 융합보다 큰 두 가지 장점이 있다고 한다. 1) 키스 앤 런은 보다 효율적인 복실 재활용을 가능하게 하고 2) 키스 앤 런은 핵융합 모공이 작고 신경전달물질이 실제로 방출될 수 있는 시간이 단축되어 방출되는 신경전달물질의 양을 제한할 수 있다.키스앤런 증거의 주요 문제점 중 하나, 그리고 이후 키스앤런에 대한 많은 반론의 근거는 핵융합이 너무 짧기 때문에 실제 키스앤런 사건을 포착하기가 매우 어렵다는 것이다.[9]그러나 분비에 따른 부분적인 빈 음낭의 축적은 키스 앤 런 메커니즘을 강하게 선호하며, 분비 과정 중에는 오직 일부의 음낭만이 세포 밖으로 나갈 수 있다는 것을 암시하고 있는데, 이는 분비된 음낭이 일시적으로 세포 혈장막과의 연속성을 확립할 경우에만 가능할 수 있었다.내용물의 일부를 배출한 후 분리하여 다시 봉합한다.뽀로솜은 세포 플라즈마 막의 영구적인 구조물로 분비된 음낭 크기의 일부분만을 측정하기 때문에, 완전 붕괴와는 반대로, 분비된 음낭이 "투명하게" 도킹하고 연속성을 확립한다는 것을 증명한다.

췌장 베타세포

래트 췌장 베타 세포는 키스 앤 런 융합을 통해 신경전달물질을 방출한다.내분비 세포와 신경내분비 세포에서는 시냅스 유사 소변기(SLV)가 키스 앤 런을 하지만 대형 고밀도 소변기(LDCV)도 키스 앤 런을 하는지는 논란이 됐다.[10]연구들은 LDCV가 키스-런닝-런닝성 난소증을 겪는다는 것을 보여주었다.[10][11]맥도날드 외랫드 베타 세포에서 키스 앤 런 엑소시토스를 테스트하기 위해 여러 가지 접근법을 사용했다.맥도날드 외 연구진은 10mM 포도당과 5mM의 스콜린이 있는 상태에서 온전한 쥐 베타 세포의 막 패치를 모니터링함으로써, 일부 베시클은 유사한 규모의 내포성 질환에 이어 외포성 질환에서 볼 수 있듯이 키스 앤 런을 겪었다는 것을 발견했다.[10]키스 앤 런 이벤트는 LDCV 난포증의 25%, SLV 난포증의 28%를 차지했다.[10]포스콜린이 있는 상태에서 LDCV 키스앤런이 25% 발생했지만, 포스콜린이 없는 상태에서 LDCV 키스앤런 융합은 7%에 그쳤다.[10]포스콜린은 주기적 AMP(cAMP) 수준을 높이기 때문에 cAMP는 랫드 췌장 베타 세포에서 LDCV 키스와 런 융합의 메커니즘에서 매우 중요한 역할을 하는 것으로 보인다.

SLV (pore diameter: 0.8 +/- 0.1 nm) and LDCV (pore diameter: 1.4 +/- 0.1 nm) fusion pores during kiss-and-run have been shown to be big enough to allow for efflux of gamma-aminobutyric acid (GABA) and adenosine triphosphate (ATP), but are too small to release insulin in rat pancreatic beta cells.[10]따라서 키스 앤 런 메커니즘은 인슐린과 관련된 의료 합병증에 관여할 수 있다.

해마 시냅스

키스 앤 런 엑소시토스는 해마에 위치한 뉴런의 시냅스에서 발생하는 것으로 밝혀졌다.수막이나 막에 삽입된 앰프하일염료인 FM1-43을 표식기로 사용한 연구는 해마 시냅스에서 키스 앤 런을 지원하는 데 중요한 역할을 했다.해마 시냅스에서는 수막이 FM1-43 염료가 수막에 들어가거나 빠져나가는 것을 허용하지 않고 뇌의 흥분성 신경전달물질인 글루탐산물을 정상적으로 방출할 수 있는 것으로 나타나 키스 앤 런을 암시하는 과도기적 메커니즘을 나타내고 있다.[12]삼몰래성의 증가 또한 해마 시냅스에서 염료 방출을 덜 허용하는 것으로 나타났다.다양한 초음극 용액에서 FM1-43 염료는 1.5 osM에서 자극을 받은 염료보다 0.5 osM에서 자극을 받은 염료에서 70% 더 많이 방출되었다.[12]따라서 신체의 고음질 영역에 위치한 Vesicle은 키스 앤 런 형태의 외반증을 겪을 가능성이 더 높을 수 있다.

미토콘드리아

미토콘드리아는 내부 막 소재를 교환하는 과정에서 키스 앤 런 융합을 시연한다.미토콘드리아 매트릭스(mitochondrial matrix-targeted green-photography) 매트릭스(targeted green-photography kFP)와 랫드 세포의 청록-사진-녹색-화-녹색-불색 PAGFP를 이용한 연구는 KFP와 KFP가 한 미토콘드립에서 과도 핵융합으로 전달되는 상호작용을 보여주었다.[13]하나의 오르가넬을 초래한 미토콘드리아의 완전한 융합과는 달리, 두 개의 미토콘드리아의 일시적인 키스 앤 런 융합은 두 개의 뚜렷한 막을 형성했다.[13]

시신경 위축 1(Opa1) 유전자의 조작은 미토콘드리아 간 융합에 흥미로운 영향을 미쳤다.오파1 유전자를 침묵시키면 24시간 후 미토콘드리아의 완전한 융합 활성도가 감소하고, 48시간 동안 오파1 유전자를 침묵시킨 후 완전한 융합 활성화가 완전히 제거되었다.[13]24시간 동안 Opa1의 음소거 후에도 일시적인 키스와 런 핵융합 활동은 그대로 유지되었다.[13]키스 앤 런 융합은 낮은 수준의 Opa1 유전자 발현과 극도로 높은 수준의 Opa1 유전자 발현으로 가장 흔하다.그 결과 오파1 표현은 키스 앤 런과 관련하여 미토콘드리아에서 융합을 지배한다.

미토콘드리아의 키스와런 핵융합은 완전한 핵융합에 비해 짧은 시간 동안 미토콘드리아를 운동성 감소 상태로 유지하는데 도움이 된다.류 외 연구진은 키스와 런(kiss-and-run)과 풀 퓨전(full fusion)과 미토콘드리아 운동성에 대한 효과를 모두 시험했고, 두 가지 형태의 융합을 통해 처음에는 미토콘드리아 운동성이 감소했지만, 키스 앤 런(kiss-and-run) 행사가 끝난 직후에는 키스와 런(kiss-run) 융합을 복원했고, 심지어 증가시켰다.[13]키스와 런(kiss-and-run) 융합은 완전한 융합보다 미토콘드리아 바이오에너지를 제어하는 더 나은 메커니즘을 제공한다.

규정

칼슘 의존성 액틴 코팅

키스와 런 핵융합은 액틴 코팅에 의해 안정화되는 것으로 생각되어 왔다.언제 Vesicle이 막과 융합되었는지 확인하기 위해 FM1-43의 Vesicle uptake에 대한 테스트는 연구자들이 액틴 코팅이 키스와 런 메커니즘에 필요한 단계라는 것을 알아챌 수 있도록 했다.베타-액틴-녹색 형광 단백질(GFP)이 표시된 베시클러는 사전 시냅스 막(FM1-43 uptake)과 혼합된 후 수 초 후에 형광 처리되었지만 비융제 베시클은 결코 형광 처리되지 않아 키스와 런에 액틴 코팅이 필요함을 시사한다.[14]이 액틴 코팅은 액틴 모노머의 중합에서 비롯되었다.

일시적인 키스-런 핵융합에 필요한 액틴 코팅 프로세스는 칼슘에 의해 매개된다.Vesicle의 액틴 코팅은 칼슘을 제거하는 BAPTA-AM에 의해 억제되었다.BAPTA-AM의 사용을 통한 칼슘의 부재와 함께, 모든 융접된 염소는 사전 시냅스 막에 부착되어 있었지만 그 신경전달물질을 방출하지 않았으므로 액틴 코팅을 하기 위해서는 칼슘이 필요하며, 액틴 코팅을 하는 것은 염소 하역이나 염소 방출의 메커니즘에 책임이 있음을 시사한다.[14]

미오신 2세

키스 앤 런 엑소시토스는 미오신 2세에 의해 조절된다.신경내분비 PC12 세포에서 총내반사 형광현미경(TIRFM)을 사용한 연구는 미오신 II가 키스와 런 외세포증 동안 융접공극역학을 조절한다는 것을 보여주었다.[15]mRFP(Monomeric Red 형광 단백질)[15] 태깅된 조직과 금성 태깅된 뇌 조직에서 정상 미오신 II 규제 라이트 체인(RLC)이 과다하게 표현됨으로써 방출 키네틱스가 장기화되는 한편, 미오신 II RLC 단축 릴리즈 키네틱스의 돌연변이 형태의 과잉 표현으로 인해 발생하였다.방출 운동학 장기화는 핵융합 모공이 더 느리게 닫히는 것을 나타내기 때문에 미오신 2세는 키스 앤 런 엑소피토시스 동안 방출되는 신경전달물질의 양을 조절하기도 한다.

올가미

키스와 러닝성 난소증에서 DRIG 단백질의 역할에 대해 많은 학구적인 논쟁이 존재한다.DLOG 단백질은 배실 융합을 중재한다 - 배실체의 외피와 융기 모공에서 전방막.소변과 사전 시냅스 막이 결합하면, Trans position에서 Cis position으로 ROGT 전환이 발생하고, 그 후에 ROGP가 분리된다.[16]이 과정은 되돌릴 수 없다고 생각되었다.그러나 키스 앤 런 난포증이 발생한다면, 그것은 ROGRY 단백질의 가역적 연관성이 발생하여 키스 앤 런 난포증의 모드를 중재할 것을 제안할 것이다.[16]키스 앤 런 동안 DRIG 단백질의 조작은 두 사람이 어떻게 관계를 맺고 있는지에 대한 더 많은 통찰력을 줄 수 있으며, 더 많은 학술적 연구가 필요하다.

참조

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