4月5日,，國際著名評論雜志Nature Reviews Microbiology在線刊登的評論文章“Cellular microbiology: EPEC puts actin on the Map,，”,，針對最近的一篇《細(xì)胞》Cell的文章給出了精彩評論，Cell上的這篇論文提供了導(dǎo)致腸病的大腸桿菌（EPEC）效應(yīng)物線粒體相關(guān)蛋白（Map）和宿主蛋白細(xì)胞分裂周期42（CDC42）之間相互作用的深刻理解,，在這一過程中,，揭示了肌動(dòng)蛋白作為真核細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的空間和時(shí)間調(diào)節(jié)器所扮演的新角色。
能夠調(diào)節(jié)細(xì)胞骨架的RHO家族GTP酶是許多真核細(xì)胞信號(hào)路徑的重要成分,，正因?yàn)槿绱?，它們也是致病菌的主要目?biāo)。EPEC3型分泌效應(yīng)物Map是一種鳥嘌呤核苷酸交換因子（GEF）,，已知能夠激活RHO家族GTP酶CDC42,。隨著將其注入宿主細(xì)胞，Map接觸到宿主蛋白質(zhì)EBP50（也被稱為NHERF1）,，并且Map–EBP50復(fù)合體在細(xì)胞膜上激活了CDC42,，導(dǎo)致了絲狀偽足的局部形成。
Robert Orchard,、Neal Alto和同事想要超越關(guān)于MAP信號(hào)網(wǎng)絡(luò)的這一基本理解,，從而探索涉及在宿主細(xì)胞細(xì)胞膜上的細(xì)菌黏附位點(diǎn)激活CDC42的精確路徑。他們利用活體細(xì)胞成像評估了MAP在F肌動(dòng)蛋白動(dòng)力學(xué)和CDC42激活中的作用，并發(fā)現(xiàn),，在缺乏外部線索的情況下,，MAP使CDC42在細(xì)胞表面極化，從而導(dǎo)致了富含肌動(dòng)蛋白的膜突出物空間限制集群的形成,。除了一個(gè)GEF結(jié)構(gòu)域之外,，MAP包含有一個(gè)能夠與EBP50相互作用的羧基末端PDZ結(jié)構(gòu)域結(jié)合基序，并且兩個(gè)結(jié)構(gòu)域都是在細(xì)胞膜上極化CDC42活性所必須的,。進(jìn)一步對Map–CDC42信號(hào)級聯(lián)進(jìn)行體外分析揭示了EBP50并沒有把MAP作為細(xì)胞膜受體的目標(biāo),。作為替代，EBP50與另一個(gè)宿主細(xì)胞蛋白質(zhì)埃茲蛋白形成了一個(gè)連接MAP和肌動(dòng)蛋白細(xì)胞骨架的腳手架復(fù)合體,。
通過將埃茲蛋白的肌動(dòng)蛋白捆綁結(jié)構(gòu)域（ABD）直接與MAP融合在一起,，作者規(guī)避了對這種腳手架復(fù)合體的需求，從而形成了MAPABD,。在體外分析中,，連同最小限度的MAPABD信號(hào)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和數(shù)學(xué)二建模，揭示了肌動(dòng)蛋白動(dòng)力學(xué)在MAP和CDC42的局部化中所起的關(guān)鍵作用,。模型表明,，CDC42激活的發(fā)生是作為MAP和F肌動(dòng)蛋白在細(xì)胞液和質(zhì)膜之間隨機(jī)循環(huán)的一個(gè)結(jié)果出現(xiàn)的，并且肌動(dòng)蛋白成核現(xiàn)象通過一個(gè)依賴MAP的正反饋環(huán)路而局部放大了CDC42的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),。計(jì)算和試驗(yàn)分析證明,，CDC42能夠用這種方式自發(fā)地極化質(zhì)膜。然而,，當(dāng)大腸桿菌在體內(nèi)感染期間,，CDC42的極化并不是隨機(jī)的，取而代之的是特定于細(xì)菌—宿主界面,。為了調(diào)節(jié)這些對立的觀點(diǎn),，作者利用纖連蛋白涂抹的珠子刺激肌動(dòng)蛋白在確定的細(xì)胞表面位點(diǎn)聚合，從而分析了由外而內(nèi)的刺激效應(yīng),。他們發(fā)現(xiàn),，在表達(dá)野生型MAP或MAPABD的細(xì)胞中，肌動(dòng)蛋白聚合的爆發(fā)與纖連蛋白珠子刺激的區(qū)域聯(lián)系在一起,，并且這些區(qū)域被CDC42的活動(dòng)所富集,。相比之下，在表達(dá)MAP突變而不與肌動(dòng)蛋白相互作用的細(xì)胞中,，沒有觀察到肌動(dòng)蛋白聚合或CDC42的積聚,。最終，延時(shí)顯微鏡檢查利用一個(gè)增強(qiáng)的GFP（eGFP）標(biāo)記MAPABD構(gòu)造從而表明,，MAP僅僅在肌動(dòng)蛋白聚合爆發(fā)之前被吸收到纖連蛋白珠子刺激的區(qū)域,。
通過一個(gè)尚未經(jīng)確認(rèn)的信號(hào),，作者提出一個(gè)模型，即EPEC黏附在宿主細(xì)胞表面刺激了在細(xì)胞膜上的局部肌動(dòng)蛋白重排,，形成了被作者稱之為的一個(gè)肌動(dòng)蛋白“地標(biāo)”,。MAP與EBP50-埃茲蛋白腳手架復(fù)合體的相互作用，以及識(shí)別這一地標(biāo),，建立了一個(gè)在細(xì)胞膜上使CDC42成核的正反饋環(huán)路,，并在黏附位點(diǎn)導(dǎo)致了局部肌動(dòng)蛋白聚合以及持續(xù)的CDC42活性。（生物谷Bioon.com）
doi:10.1038/nrmicro2777
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Cellular microbiology: EPEC puts actin on the Map
Sheilagh Molloy
A recent Cell paper provides detailed insights into the interaction between the enteropathogenic Escherichia coli (EPEC) effector mitochondrial-associated protein (Map) and the host protein cell division cycle 42 (CDC42) and, in the process, reveals a new role for actin as a spatial and temporal regulator of eukaryotic signal transduction.
