膜弹性与活性细胞骨架力的相互作用调控免疫突触的聚集动力学
软凝聚态物质
2017-10-06 v1 生物物理
摘要
T 细胞与抗原呈递细胞之间的黏附由 TCR-pMHC 和 LFA1-ICAM1 蛋白质复合体实现。这些复合体发生分离，形成一种特殊的模式，称为免疫突触 (IS)，由中心准圆形的 TCR-pMHC 结合域及环绕其周围的 LFA1-ICAM1 复合体边缘域组成。成像研究得出的结论认为，IS 中中心黏附域的形成是由主动性 (ATP 驱动) 机制驱动的。然而，最近的研究表明，被动 (热力学) 机制在该过程中也可能发挥重要作用。在此，我们提出一个简单的物理模型，考虑了 TCR-pMHC 结合之间由膜介导的热力学吸引力，以及它们因 ATP 驱动的肌动蛋白逆流和动力蛋白马达蛋白转运而受到的有效力。该模型的 Monte Carlo 模拟在时空上与实验观察到的 TCR-pMHC 微簇模式演化表现出良好的一致性。当其中一种聚集机制被“屏蔽”时，这种一致性便会丧失，这有助于识别各自在该过程中的作用。我们得出结论，肌动蛋白逆流驱动了 TCR-pMHC 结合的向心运动，而膜介导的相互作用促进了微簇的形成与生长。在缺乏动力蛋白马达时，系统演化为环形模式，这突显了动力蛋白马达在形成最终同心模式中的作用。被动与主动机制之间的相互作用调控着聚集过程的速率，若缺少其中之一，该过程将进行得过快或过慢。
引用
@article{arxiv.1708.04414,
title = {Interplay between membrane elasticity and active cytoskeleton forces regulates the aggregation dynamics of the immunological synapse},
author = {Nadiv Dharan and Oded Farago},
journal= {arXiv preprint arXiv:1708.04414},
year = {2017}
}
备注
12 pages, 6 figures, includes Supplementary Information. Accepted for publication in Soft Matter