Visualization of myosin II filament dynamics in remodeling acto-myosin networks with interferometric scattering microscopy
Visualization of myosin II filament dynamics in remodeling acto-myosin networks with interferometric scattering microscopy
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用干涉散射显微镜观察重构肌动球蛋白网络中肌球蛋白 II 丝动力学的可视化
DOI：
10.1101/199778
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发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Mayor S
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Koester D;Hundt N;Young G;Fineberg A;Kukura P ;Mayor S
质膜和下面的细胞骨架皮层构成了各种细胞过程的活性平台。最近的研究表明，重构肌动蛋白-肌球蛋白网络改变了局部膜组织，但由于难以通过实验获得相关的时间和长度尺度，因此仅部分了解分子细节。在这里，我们使用干涉散射显微镜，调查一个最小的肌动球蛋白网络连接到支持的脂质双层膜。使用的干涉对比度，这是成比例的分子质量，和快速采集速率的幅度，我们检测和图像个别膜附着的肌动蛋白丝内的肌动蛋白-肌球蛋白网络扩散，并遵循个别肌球蛋白II丝动力学。我们量化肌球蛋白II丝停留时间和持续合成能力作为ATP浓度的函数，为肌球蛋白头域的预测合奏行为提供实验证据。我们的研究结果表明，如何降低ATP浓度导致增加停留时间的个别肌球蛋白II丝和一个全球性的变化，从重塑到收缩状态的肌动蛋白-肌球蛋白网络。
The plasma membrane and the underlying cytoskeletal cortex constitute active platforms for a variety of cellular processes. Recent work has shown that the remodeling acto-myosin network modifies local membrane organization, but the molecular details are only partly understood because of difficulties with experimentally accessing the relevant time and length scales. Here, we use interferometric scattering microscopy to investigate a minimal acto-myosin network linked to a supported lipid bilayer membrane. Using the magnitude of the interferometric contrast, which is proportional to molecular mass, and fast acquisition rates, we detect and image individual membrane-attached actin filaments diffusing within the acto-myosin network and follow individual myosin II filament dynamics. We quantify myosin II filament dwell times and processivity as functions of ATP concentration, providing experimental evidence for the predicted ensemble behavior of myosin head domains. Our results show how decreasing ATP concentrations lead to both increasing dwell times of individual myosin II filaments and a global change from a remodeling to a contractile state of the acto-myosin network.
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M. Carlier