这Lethocerus inistus,更常见的是泰国水虫,可能在泰国被流行,但研究人员说,这种卑鄙的昆虫可以教很多关于人类肌肉的教学,尤其是心脏的肌肉。
实际上,对于发表在《期刊》上的研究科学进步,肯尼斯·泰勒(Kenneth Taylor)及其同事转向泰国水虫(Thai Water Bug),以了解更多有关心脏肌肉如何工作的信息,以及为什么他们失败,对心肌病的了解更好,这是一种影响心肌的疾病。
为什么泰国水虫?
较早的作品看到,昆虫用哺乳动物的心节奏地跳动昆虫的肌肉。导致的突变心脏病以前已经确定,但很难在哺乳动物中研究。考虑到细丝的发现,可以进一步探索改变肌球蛋白功能的突变。肌球蛋白突变是有问题的,因为即使是最丝毫的突变也可能对心脏肌肉的收缩产生累积影响。
研究人员使用电子显微镜捕获了泰国水虫在飞行中使用的第一个小链或关键肌肉的第一个3D图像。该肌肉由一种称为肌球蛋白的蛋白质制成,该蛋白质负责为其收缩提供所需的能力。第一次,肌肉丝中的单个分子以放松状态显示,这在肌肉重新延伸时很重要。
“该图像回答了科学家几十年来一直想知道的有关肌球蛋白细丝的很多问题,”说泰勒。
多亏了他们捕获的新图像,研究人员现在能够观察分子电机的功能,看到它们是如何安排的,以防止肌动蛋白细丝重新延伸肌肉。此外,他们能够看一下肌球蛋白棒看起来像是“像竹林”。
肌肉功能和心脏病
肌肉有两种细丝类型:肌球蛋白和肌动蛋白。它们的不同之处在于肌球蛋白丝有两个部分:一个很长的杆和一个分子电动机。许多杆形成了肌肉细丝的骨干。在收缩期间,分子电动机抓住肌肉的肌动蛋白丝,导致肌肉缩短。这个过程伴随着一定的力,肌球蛋白棒必须足够坚固才能承受。
更好地了解肌肉丝,尤其是肌球蛋白丝,对于解决心肌病很重要,因为肌球蛋白丝中导致该疾病的三分之一突变发生。根据泰勒的说法,可以将许多心肌病突变视为肌肉放松中的问题。
希望他们的工作能够在未来能够进行新颖的心肌病治疗,因此研究人员现在正在努力提高细丝图像的分辨率,以更好地分别查看氨基酸,并更好地了解它们之间的相互作用。
这学习获得了美国心脏协会和美国国立卫生研究院的资金支持,还包括罗伯特·爱德华兹,迈克尔·里迪,戴安妮·泰勒和宗琼的研究工作。
照片:Day Donaldson | Flickr