지질 뗏목

Lipid raft
지질 뗏목 구성 (1)은 표준 지질 이중층이고 (2)는 지질 뗏목이다.

세포의 혈장막은 지질 [1][2][3]뗏목이라고 불리는 당지단백질 지질 마이크로도메인에 조직된 글리코스핑고지질, 콜레스테롤 및 단백질 수용체의 조합을 포함합니다.세포막에서 그들의 존재는 다소 논란의 여지가 있다.신호 전달에 필요한 단백질 수용체와 그 이펙터의 긴밀한 상호작용을 촉진하여 신호 전달에 필요한 [4]역학적으로 유리한 상호작용을 촉진하기 위해 신호 분자의 조립을 위한 조직 센터 역할을 함으로써 세포 과정을 구분하는 특수한 막 마이크로 도메인이 제안되었다.지질 뗏목은 막 유동성과 막 단백질 밀매에 영향을 미쳐 신경 전달과 수용체 [3][5]밀매를 조절합니다.지질 뗏목은 주변 이중층보다 질서가 높고 촘촘하지만 막 이중층 [6]내에서 자유롭게 떠다닌다.세포막에서 더 흔하지만, 지질 뗏목은 골지 기구와 리소좀과 같은 세포의 다른 부분에서도 보고되었습니다.

특성.

스핑고미엘린(a)과 콜레스테롤(b)의 공간 채우기 모델

지질 뗏목과 그것들이 유래하는 혈장막의 중요한 차이 중 하나는 지질 조성이다.연구 결과 지질 뗏목에는 주변 [7]이중층에서 발견되는 콜레스테롤의 3배에서 5배가 함유되어 있는 것으로 나타났다.또한 지질 뗏목은 스핑고미엘린과 같은 스핑고지질에서 농축되며, 스핑고미엘린은 일반적으로 혈장막 대비 50% 상승한다.높아진 스핑고리피드 수치를 상쇄하기 위해 포스파티딜콜린 수치가 감소하여 뗏목과 주변 혈장막 사이에 유사한 콜린 함유 지질 수치가 발생한다.콜레스테롤은 구조와 탄화수소 사슬의 포화 때문에 스핑고지질과 우선적으로 상호작용한다.뗏목 내의 인지질이 모두 포화상태인 것은 아니지만, 뗏목에 포함된 지질의 소수성 사슬은 주위 [5]이중층보다 포화상태와 밀착상태이다.콜레스테롤은 뗏목을 하나로 [3]묶어주는 역동적인 "글루"입니다.스테롤기의 강성으로 인해 콜레스테롤은 지질 아실사슬이 더 강해지고 유동성이 떨어지는 [5]경향이 있는 지질 뗏목으로 우선적으로 분할된다.막지질의 한 가지 중요한 특성은 양친매성 특성이다.양친매성 지질은 극성 친수성 머리 그룹과 무극성 소수성 [8]영역을 가지고 있습니다.오른쪽 그림은 스핑고미엘린의 반전 원뿔 모양과 소수성 및 친수성 영역이 차지하는 공간의 면적을 기준으로 콜레스테롤의 원뿔 모양 모양을 보여준다.콜레스테롤은 분자 스페이서 역할을 하고 연관된 스핑고지질 사이의 틈새를 메우면서 [8]뗏목의 지질 사이에 끼울 수 있습니다.

Rietveld & Simons는 모델막의 지질 뗏목을 질서 있는(Lo상) 및 무질서한(Ld상 또는 Lα상) [9]액상의 불용성(불용성)에 관련시켰습니다.이러한 불변의 원인은 불확실하지만, 불화는 두 단계 사이의 자유 에너지를 최소화하는 것으로 생각됩니다.연구에 따르면 지질 뗏목과 주변 막의 두께에 차이가 있어 두 상 사이의 경계에서 소수성 불일치가 발생한다.이러한 위상 높이 불일치는 라인 장력을 증가시켜 별도의 상으로 뗏목을 유지하는 에너지 비용을 최소화하기 위해 더 크고 더 많은 원형 뗏목 플랫폼을 형성할 수 있는 것으로 나타났습니다.막의 곡률이나 작은 뗏목을 더 큰 뗏목으로 융합하는 것과 같은 다른 자발적 사건도 라인 [5]장력을 최소화할 수 있다.

지질 뗏목의 초기 정의에 따르면 지질 뗏목은 혈장막의 나머지와 다르다.사실, 연구자들은[10][who?] 지질 뗏목이 혈장막에서 추출될 수 있다는 가설을 세웠다.추출은 낮은 온도(예: 4°C)에서 트리톤 X-100 또는 Brij-98과 같은 비이온성 세제에 대한 지질 뗏목 내성을 이용한다.이러한 세제를 세포에 첨가하면, 액체막은 녹고 지질 뗏목은 그대로 남아 추출될 [citation needed]수 있다.

지질 뗏목은 구성 성분과 세제 저항성 때문에 세제 불용성 당지질 농축 복합체(GEMs) 또는[11] DIGs 또는 세제 저항막(DRMs)이라고도 불립니다.그러나 최근 회수된 지질과 단백질의 모호성과 기존에 [12]없던 고체 영역을 형성할 수 있다는 관측 때문에 막의 세제 내성 방법론의 타당성에 의문이 제기되고 있다.

기능.

기판 제시의 중개.지질 뗏목은 팔미토일화 단백질을 혈장막의 [13]무질서한 영역에서 멀리 위치시킨다.팔미틴산염 매개 정위분해를 통해 단백질의 결합 파트너 또는 무질서 영역의 기질에 대한 노출이 허용되며, 기질 제시라고 불리는 활성화 메커니즘이다.예를 들어 단백질은 종종 팔미토일화되어 포스파티딜이노시톨 4,5-비인산(PIP2)과 결합한다.PIP2는 다불포화이며 지질 뗏목에는 존재하지 않는다.혈장막에서 PIP2의 수치가 증가하면 단백질은 PIP2 클러스터로 이동하며, PIP2(또는 PIP2와 [14][15]연관된 다른 분자)에 의해 PIP2가 직접 활성화될 수 있습니다.

다른 기능이 존재할 가능성이 있습니다.

역사

1972년에 [5][16]발표된 싱어 니콜슨 유체 모자이크 모델에 따르면 1982년까지 인지질과 막 단백질이 세포막에 무작위로 분포되어 있다는 것이 널리 받아들여졌다.그러나 막 미세 도메인은 1970년대에 Stier[17] & Sackmann과 Klausner & [18]Karnovsky에 의해 생물물리학적 접근법을 사용하여 가정되었다.이러한 미세 도메인은 Stier & Sackmann과 Israelachvili [19]등에 의해 지질 혼합물의 물리적 특성과 구성에 기인했다.1974년, 막 거동에 대한 온도의 영향으로 막에 "지질 클러스터"가 제안되었고, 1975년까지, 데이터는 이러한 클러스터가 보다 자유롭게 분산된 액정 지질 분자 내의 "쿼시크리스탈린" 영역이 될 수 있음을 시사했다.1978년 X선 회절 연구는 마이크로 도메인을 "더 질서 있는 상태의 지질"로 정의하는 "클러스터" 아이디어를 더욱 발전시켰다.카르노프스키와 동료들은 1982년에 막의 지질 도메인 개념을 공식화했다.Karnovsky의 연구는 1,6-디페닐-1,3,5-헥사트리엔의 평생 붕괴에서 이질성을 보였으며,[5] 이는 막의 지질 환경에 여러 위상이 있음을 나타냈다.마이크로도메인 중 하나는 콜레스테롤과 스핑고지질로 구성된다.이러한 지질들이 분리된 상으로 분리되기 때문에 형성되며, 빌튼과 톰슨 그리고 그들의 [20]동료들에 의해 증명되었습니다.이러한 미세 도메인('이식물')은 [21]세포막에도 존재하는 것으로 나타났다.나중에 독일의 유럽 분자 생물학 연구소(EMBL)의 카이 시몬스와 네덜란드 위트레흐트 대학의 게릿 반 미어는 세포막에 [22]존재하는 지질과 콜레스테롤, 당지질, 스핑고지질 등으로 풍부한 막 미세 도메인에 다시 관심을 집중시켰다.그 후, 그들은 이러한 미세 도메인, 지질들을 "이식물"이라고 불렀다.뗏목의 원래 개념은 골지전달망에서 혈장막으로 콜레스테롤을 운반하는 것에 대한 설명으로 사용되었다.이 아이디어는 시몬스와 이코넨에 [23]의해 1997년에 더 공식적으로 개발되었다.2006년 지질 뗏목과 세포 기능에 관한 키스톤 심포지엄에서 지질 뗏목은 세포 프로세스를 구분하는 "작은(10-200nm), 이종, 고동성, 스테롤 및 스핑고리피드가 풍부한 도메인"으로 정의되었다.작은 뗏목은 때때로 단백질과 단백질의 상호작용을 통해 더 큰 플랫폼을 형성하기 위해 안정화 될 수 있습니다." 최근 지질 뗏목 연구는 뗏목의 크기와 수명을 포함하여 이 분야에서 논쟁을 일으키는 많은 주요 문제들을 다루려고 노력했습니다.

기타 답변해야 할 질문은 다음과 같습니다.

  • 막 단백질 수치에는 어떤 영향이 있나요?
  • 지질 뗏목의 생리적인 기능은 무엇인가요?
  • 막지질의 플럭스는 뗏목 형성에 어떤 영향을 미칩니까?
  • 다이어트나 약물은 지질 뗏목에 어떤 영향을 미칩니까?
  • 뗏목 경계에 위치한 단백질은 지질 [5]뗏목에 어떤 영향을 미칩니까?

공통형

두 종류의 지질 뗏목이 제안되었다: 평면 지질 뗏목 (비동굴성 또는 당지질 뗏목이라고도 불린다.평면 뗏목은 플라즈마 막의 평면에 연속적으로 존재하며(침묵되지 않음) 형태학적 특징이 없는 것으로 정의된다.반면, 카볼라는 플라스크 모양의 카볼린 단백질을 포함한 플라스크 형태의 플라즈마 막의 침입으로 지질 뗏목에서 가장 쉽게 관찰되는 구조이다.카볼린은 뇌, 신경계의 미세혈관, 내피세포, 성세포, 올리고덴드로사이트, 슈반세포, 배근신경절 및 해마신경세포에서 널리 발현된다.평면 뗏목은 플로틸린 단백질을 포함하고 있으며 동굴이 없는 뉴런에서 발견됩니다.두 가지 유형 모두 유사한 지질 구성을 가지고 있습니다(콜레스테롤과 스핑고지질에 풍부함).플로틸린과 카볼린은 신호 분자를 지질 뗏목으로 끌어들여 신경전달물질 신호 전달에 중요한 역할을 한다.이러한 마이크로 도메인이 신호 전달에 필요한 동태적으로 유리한 상호작용을 촉진하기 위해 신호 분자를 공간적으로 구성하는 것이 제안되었다.반대로, 이러한 마이크로 도메인은 신호 분자를 분리하여 상호작용을 억제하고 신호 [24]응답을 감쇠시킬 수도 있습니다.

신호 전달에서의 역할

신호 전달의 특이성과 충실도는 세포가 환경의 변화에 효율적으로 반응하기 위해 필수적이다.이것은 부분적으로 신호 전달 경로에 참여하는 단백질의 차등 국재화에 의해 달성된다.플라즈마막은 지질 뗏목을 [25]이용한 구획화의 한 가지 접근법이다.

지질 뗏목을 고려하는 한 가지 합리적인 방법은 작은 뗏목이 개별 [26]수용체에 대한 리간드 결합 활성화 후 농축 플랫폼을 형성할 수 있다는 것이다.지질 뗏목은 면역글로불린 E 신호 전달, T 세포 항원 수용체 신호 전달, B 세포 항원 수용체 신호 전달, EGF 수용체 신호 전달, 인슐린 수용체 신호 전달 등과 같은 많은 신호 전달 과정에 관여하는 것으로 연구자들에 의해 발견되었다.이러한 원칙을 설명하기 위해 지질 뗏목을 포함하는 신호 경로의 자세한 예를 아래에 설명한다.

표피증식인자 시그널링

표피성장인자(EGF)는 HER-1 또는 ErbB1로도 알려진 EGF 수용체에 결합하여 막 통과 신호를 시작합니다.지질 뗏목은 이 과정에서 초당적인 역할을 하도록 제안되어 왔다.지질 뗏목의 특정 측면은 EGF 수용체 기능을 억제합니다.

  • 지질 뗏목의 간글리오시드 성분이 수용체 활성화를[27][28] 억제하는 것으로 나타났다
  • 막의 [29]다른 부분보다 지질 뗏목에서 높은 것으로 나타난 막 쌍극자 전위는 그 수용체에[30] 대한 EGF 결합을 억제하는 것으로 나타났다
  • EGF 결합은 리간드[31] 결합에 이용 가능한 수용체 수의 감소로 인해 비동공 지질 뗏목에 의해 억제되는 것으로 나타났다.
  • EGF와[32] ErbB2(HER-2)[30]는 활성화 중 또는 활성화 후에 지질 뗏목 또는 주의사항 밖으로 이동하는 것으로 나타났다.
  • 지질 뗏목의 파괴는 EGF 수용체의[33] 리간드 비의존적 활성화를 유도하는 것으로 나타났다.

동시에 지질 뗏목은 막 통과 신호 전달에 필요한 것으로 보입니다.

  • 지질 뗏목에서 ErbB2를 분리하는 것은 EGF 유도[34] 신호를 억제하는 것으로 나타났다
  • 막의 [29]다른 부분보다 지질 뗏목에서 높은 막 쌍극자 전위는 EGF 유도[30] 신호를 강화한다
  • EGF는 T세포[36] 수용체의 활성화에 역할을 하도록 제안된 것과 유사한 개별 지질 [35]뗏목의 결합을 가져오는 것으로 나타났다.
  • 지질 뗏목에 대한 EGF 수용체의 국재화는 티로신인산화효소 억제제에[37] 대한 내성을 유도한다.

면역글로불린E 시그널링

IgE 시그널링 컴포넌트
IgE 시그널링 프로세스

면역글로불린E(IgE) 시그널링은 시그널링 [38][39][40]과정을 수반하는 최초의 확실한 증명된 지질 뗏목이다.이 사실의 증거 Fc-epsilon 수용체(FcεR)의 트리톤 X-100에 정상 상태 패치 충분히 gangliosides에서 형광 현미경 사용법 그리고 IgE의 GPI닻형 proteins,[41][42]폐지 methyl-β-과 표면 콜레스테롤 감소에 의해 신호에 의해 시각화 할 만한 크기의 가교 state,[38]형성까지 감소한 용해도를 포함한다.cyclodextrin[43] 등입니다.이 시그널링 패스는 다음과 같이 설명할 수 있습니다.IgE는 먼저 Fc 세그먼트를 통해 비만세포와 호염기구 혈장막에 있는 Fc-epsilon 수용체(FcrR)와 결합한다.FcrR은 1개의 α,[40] 1개의 β, 2개의 γ사슬로 이루어진 4량체이다.그것은 단량체이고 하나의 IgE 분자와 결합한다.α 사슬은 IgE와 결합하고 다른 세 사슬은 면역 수용체 티로신 기반 활성화 모티브(ITAM)를 포함한다.그리고 나서 올리고머 항원은 수용체 결합 IgE에 결합하여 이들 수용체 중 두 개 이상의 수용체를 가교한다.이어서 이 가교작용은 ITAM을 인산화하기 위해 이중 아실화 비수용체 Src 유사 티로신 키나아제 Lyn을 모집한다. 그 후 Syk 계열 티로신 키나아제들은 ITAM의 포스포티로신 잔기와 결합하여 시그널링을 [38][39]개시한다.Syk는 LAT와 같은 다른 단백질을 활성화시킬 수 있다.LAT는 가교로 다른 단백질을 뗏목으로 끌어들여 신호를 [44]증폭시킬 수 있다.

T세포항원수용체신호전달

T세포항원수용체신호전달성분
T세포항원수용체신호전달과정

T세포항원수용체(TCR)는 T림프구(T세포) 표면에서 발견되는 분자다.αβ-헤테로디머, CD3(δδ) 착체 및 β-호모디머로 구성되어 있다.α 및 β 서브유닛은 항원제시세포(APC) 표면에 주요조직적합성복합체(MHC) 등급 I 및 등급 II 단백질에 의해 나타나는 펩타이드에 대한 세포외 결합 부위를 포함한다.CD3 및 γ- 서브유닛은 세포질 ITAM 모티브를 포함한다.시그널링 프로세스 중에 TCR에 결합하는 MHCs는 두 개 이상의 수용체를 결합시킨다.IgE 신호와 유사한 이러한 가교 작용은 ITAM 티로신 잔기를 인산화하기 위해 이중 아실화 비수용체 Src 유사 티로신 키나제를 모집한다.TCR 시그널링은 Lyn을 채용할 뿐만 아니라 Fyn도 [25][45]채용합니다.이 절차에 따라 ZAP-70(IgE 시그널링과는 다른)은 인산화 ITAM에 결합하며, 이는 자체 활성화 및 LAT 활성화로 이어진다.LAT 활성화는 신호 증폭의 원천입니다.IgE와 T세포 항원 수용체 시그널링의 또 다른 차이점은 TCR에 의한 Lck 활성화가 더 심각한[46][47] 뗏목 군집을 야기하여 더 많은 신호 증폭을 초래할 수 있다는 것이다.이 신호를 하향 조절하는 하나의 가능한 메커니즘은 뗏목 관련 단백질 CBP에 대한 세포질 키나제 Csk의 결합을 포함한다.그런 다음 Csk는 [48]인산화를 통해 Src족 키나아제들을 억제할 수 있다.

B세포항원수용체신호전달

B세포항원수용체(BCR)는 막결합 Ig(mIg) 분자와 2개의 폴리펩타이드의 [49]디술피드 결합 Igα-Igβ 헤테로다이머 사이의 복합체이다.Igα와 Igβ는 각각 ITAM이라고 불리는 아미노산 모티브를 포함하고 있으며, 그 배열은 D/ExxYxxL/I이다.

B세포 항원 수용체 신호 전달 과정은 면역글로불린 E 신호 전달 및 T세포 항원 수용체 신호 전달과 유사하다.BCR 이외에 지질 뗏목은 B 세포 활성화와 관련된 많은 세포 표면 사건에서 중요한 역할을 한다고 일반적으로 믿어진다.그 기능에는 BCR에 의한 시그널링, 공동수용체에 의한 시그널링의 변조, CD40에 의한 시그널링, BCR에 결합된 항원의 엔도시스 및 항원 유래 펩타이드의 클래스 II MHC 분자에의 부하를 용이하게 하기 위한 후기 엔도솜으로의 라우팅, 펩타이드/MHC-III의 세포표면에의 라우팅 및 이들의 참여가 포함된다.T세포에 [49]대한 항원 제시.

바이러스 침입을 위한 플랫폼으로서

필수 세포 내 기생충인 바이러스는 세포에 들어가기 위해 혈장 막에서 발현되는 바이러스와 세포 수용체의 특정한 상호작용을 수반해야 한다.축적된 증거는 바이러스가 지질 뗏목을 포함한 특정 막 마이크로도메인의 침투로 세포에 들어간다는 것을 뒷받침한다.

비봉투형 바이러스

지질 뗏목 관련 비봉투형 바이러스 진입의 가장 잘 연구된 모델은 시미안 바이러스 40(SV40, 파포바바이러스과)과 에코바이러스 1(EV1, 피코나바이러스과)[50][51]이다.

SV40은 지질 뗏목에 위치한 간글리오시드 GM1과 주요 조직적합성(MHC) 등급 I [50][51]분자의 두 가지 수용체를 세포 표면에 결합하기 위해 사용한다.SV40과 MHC 클래스 I 분자의 결합은 수용체 클러스터링 및 재배포를 트리거합니다.SV40은 세포질 또는 [51]진입 지점에 형성된 새로운 동굴로부터 더 많은 동굴을 획득할 수 있다.부착에 의해 유발되는 바이러스 유도 시그널링 이벤트의 캐스케이드는 약 20분 [51]내에 케이오레 매개성 엔도사이토시스를 일으킨다.일부 세포 유형에서 바이러스는 코팅되지 않은 [51][52]소포에 있는 지질 뗏목에서 직접 케이오솜으로 들어갈 수 있다.

EV1은 세포수용체로 [50]α2β1-integrin을 사용한다.복수의 인테그린 헤테로디머가 바이러스 캡시드의 [51]인접 부위에 결합할 수 있습니다.SV40과 마찬가지로 세포와의 부착 및 결합은 지질 뗏목에서 카볼레와 같은 [51]구조로 인테그린 분자의 클러스터화 및 재배치를 유발한다.지질 뗏목의 콜레스테롤 감소는 EV1 [50]감염을 억제한다.

또한 Echovirus 11(EV11, picornavirus)과 같이 비동극성 뗏목 매개 엔도사이토시스를 이용하는 바이러스도 있다.다만, 상세한 메카니즘은,[51] 한층 더 특성화할 필요가 있습니다.

포락형 바이러스

인플루엔자 바이러스는 세포 표면의 당결합체와 연결되는 세포수용체 시알산에 결합해 세포내세포증을 일으킨다.말기 엔도솜으로의 수송 후, 저pH의존성 HA의 배좌 변화가 융합을 유도하고, 콜레스테롤과의 결합을 필요로 하는 바이러스 이온 채널 M2 단백질의 양성자 유입에 의해 바이러스 리보핵단백질 복합체(RNP)가 방출된다.Semliki Forest 바이러스(SFV)와 Sindbis 바이러스(SIN)는 포락선 당단백질 매개막 융합 및 [53]진입을 위해 표적막 지질 뗏목에서 콜레스테롤과 스핑고지질을 필요로 한다.인간T림프방성바이러스 Type I(HTLV-1)는 포도당수송체 1(GLUT-1)을 통해 세포로 들어간다.에볼라 바이러스와 마버그 바이러스는 세포 수용체로 GPI 고정 단백질인 엽산 수용체 알파(FRα)를 사용한다.B형 간염 바이러스는 인간 보체 수용체 타입 2(CR2, 또는 CD21)를 인식한다.인간 헤르페스 바이러스 6(HHV-6)은 숙주 세포 표면의 인간 CD46에 결합한다.이 바이러스 수용체들은 모두 지질 뗏목에 있거나 감염 후 지질 뗏목으로 재배치될 것이다.

인간면역결핍바이러스(HIV)는 성병 동물 바이러스로서 CD4 수용체와 케모카인 수용체를 발현하지 않는 상피세포의 장벽을 먼저 뚫어야 생산적인 감염을 확립할 수 있다.상피세포상의 HIV-1 외피당단백질의 대체수용체는 지질보트에서 [54][55]풍부하게 하는 글리코스핑고리피드갈락토실세라미드(GalCer)이다.

시각화

지질 뗏목에 대한 논쟁의 주된 이유 중 하나는 열역학적 [24]평형에 있지 않은 살아있는 세포에서 지질 뗏목을 연구하는 것에 대한 어려움에서 비롯되었다.지질 뗏목은 크기가 [5]10에서 200 nm에 이르는 작은 미세 도메인이다.지질 뗏목의 크기가 광현미경의 전통적인 회절 한계보다 작기 때문에 직접 시각화하는 것은 어려운 것으로 판명되었다.현재 합성막은 연구되고 있지만 이 막들을 사용하는 데는 많은 단점이 있다.첫째, 합성막은 생체막과 비교하여 단백질 농도가 낮다.또한 생체막에 존재하는 막-세포골격 상호작용을 모델링하는 것은 어렵다.다른 함정에는 자연적인 비대칭성의 결여와 평형 [5][56]상태가 아닌 상태에서 막을 연구할 수 없는 것이 포함된다.그럼에도 불구하고 형광 현미경은 현장에서 광범위하게 사용되고 있다.예를 들어 뗏목 성분인 간글리오시드 GM1에 결합하는 콜레라 독신 B-서브유닛과 결합된 불소포자를 광범위하게 이용한다.또한 뗏목과 벌크막 사이를 분할하거나 막상에 따라 형광 특성을 변화시키는 친유성 막염료도 사용된다.라우단은 그런 염료의 대표적인 예 중 하나이다.뗏목은 Lck-GFP와 같은 형광 융합 단백질의 유전자 발현으로 라벨이 표시될 수도 있다.

콜레스테롤의 조작은 지질 뗏목을 연구하는데 가장 널리 사용되는 기술 중 하나이다.분리(필리핀, 니스타틴 또는 암포테리신 사용), 고갈 및 제거(메틸-B-시클로덱스트린 사용), 콜레스테롤 합성 억제(HMG-CoA 환원효소 억제제 사용)는 지질 뗏목 연구에서 콜레스테롤을 조작하는 방법이다.이러한 연구는 콜레스테롤 수치 감소 [24]시 신경전달물질 시그널링에 미치는 영향을 관찰할 수 있게 한다.

샤르마와 동료들은 뗏목 단백질이 5-20 nm 이상의 반경을 가진 고밀도 나노클러스터로 구성된다는 관점을 제공하기 위해 고해상도 영상과 수학적 모델링의 조합을 사용했다.동일한 프로브(homo-FRET 또는 형광 이방성) 사이의 형광 공명 에너지 전달 측정치를 사용하여, 샤르마와 동료들은 GPI 앵커링 단백질의 일부(20-40%)가 몇 개의 분자와 다른 GPI 앵커링 [57]단백질로 구성된 반지름 4-5 nm의 고밀도 클러스터로 구성된다고 보고했다.작은 크기와 동적 특성 문제를 해결하기 위해 냉각되고 민감한 CCD 카메라와 TIRF(Total Internal Reflection) 현미경을 사용한 단일 입자 및 분자 추적 기술이 두드러지고 있습니다.이를 통해 막 내 입자의 확산도에 대한 정보를 추출할 수 있을 뿐만 아니라 막 산호, 장벽 및 [58]구속 부위를 밝힐 수 있습니다.

다른 광학 기술도 사용됩니다.형광 상관 및 교차 상관 분광법(FCS/FCCS)을 사용하여 막 내 불소 이동도 정보를 얻을 수 있으며, 형광 공명 에너지 전송(FRET)은 형광구가 근접할 때 검출할 수 있으며, 광학 트위저 기술은 막 [24]점도에 대한 정보를 제공할 수 있습니다.

광학기술뿐만 아니라 원자력현미경(AFM)이나 이온전도현미경(SICM)과 같은 주사프로브기술은 합성지질이나[59] 세포막의[60] 위상 및 기계적 특성을 검출하는 데 사용될 수 있다.

형광 현미경법이 지배적인 기술이지만 이중 편파 간섭계, 핵자기공명(NMR)도 사용된다.미래에는 Stimulated Emission Depletion(STED)[61]이나 다양한 형태의 구조화 조명 현미경 같은 초해상도 현미경으로 회절 한계로 인한 문제를 극복할 수 있을 것으로 기대된다.

지질 뗏목 분석에 사용되는 다른 기술로는 ELISA, 웨스턴 블로팅,[62][63][1] FACS 등이 있다.

논란

세포 신호 전달, 밀매, 구조에서 뗏목의 역할은 여러 가지 다른 방법들을 포함한 많은 실험에도 불구하고 아직 결정되지 않았고,[64] 위의 모든 것에도 불구하고 그들의 존재 자체가 논란이 되고 있다.

지질 뗏목의 존재에 반대하는 주장은 다음과 같습니다.

  • 첫째, Lα 단계와 Lo 단계 사이에 라인 장력이 존재해야 합니다.이 선은 모델 막에서는 볼 수 있었지만 세포 시스템에서는 쉽게 관찰되지 않았습니다.
  • 둘째, 지질 뗏목의 크기에 대한 합의가 이루어지지 않고 있는데, 이는 1에서 1,000나노미터 사이의 어디에서 보고되고 있다.
  • 셋째, 지질 뗏목 존재의 시간 척도를 알 수 없다.만약 지질 뗏목이 존재한다면, 그것들은 생물학적 과정과 무관한 시간 척도로만 발생할 수 있다.
  • 넷째, 전체 막이 Lo상에 존재할 수 있다.

이 점에 대한 첫 번째 반박은 [65]다른 곳에서는 볼 수 없는 스핑고리피드와 콜레스테롤 사이에 나타나는 분자간 수소 결합으로 인해 뗏목의 Lo 단계가 더 촘촘하게 채워져 있다는 것을 암시합니다.

두 번째 주장은 지질 뗏목을 교란할 때 실험 설계의 효과에 의문을 제기합니다.파이크와 밀러는 지질 뗏목 [66]기능을 결정하기 위해 콜레스테롤 고갈의 잠재적 함정에 대해 논의한다.그들은 대부분의 연구자들이 뗏목을 교란시키는 급성 콜레스테롤 감소 방법을 사용하고 있지만 PI(4,5)P로2 알려진 또 다른 지질도 교란시키고 있다고 언급했다.PI(4,5)P는2 세포의 세포골격을 [67]조절하는데 큰 역할을 하며, PI(4,5)P를2 파괴하는 것은 [68]막에서 단백질의 측면 확산을 포함하여 이러한 유형의 콜레스테롤 고갈과 같은 많은 결과를 초래한다.이러한 방법들이 뗏목과 PI(4,5)P를2 모두 방해하기 때문에, Kwik 등은 콜레스테롤 고갈 후 특정 세포 기능의 상실이 반드시 지질 뗏목 파괴에만 기인할 수는 없다고 결론지었다. 이는 뗏목과는 무관한 다른 과정도 영향을 받을 수 있기 때문이다.마지막으로, 지질 뗏목이 단백질과 어떤 방식으로 연결되어 있는 것으로 믿어지는 반면, 에디딘은 단백질이 지질 위의 아실 사슬과 단백질의 상호작용에 의해 뗏목의 지질들을 끌어당기는 것이지, [69]그 반대는 아니라고 주장한다.

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