EPEC將肌動蛋白放在Map上

　　最近的一篇《細胞》.提供了導致腸病的大腸桿菌(EPEC)效應物線粒體相關蛋白(Map)和宿主蛋白細胞分裂周期42(CDC42)之間相互作用的深刻理解，在這一過程中，揭示了肌動蛋白作為真核細胞信號轉導的空間和時間調節器所扮演的新角色。

　　能夠調節細胞骨架的RHO家族GTP酶是許多真核細胞信號路徑的重要成分，正因為如此，它們也是致病菌的主要目標。EPEC3型分泌效應物 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胞，Map接觸到宿主蛋白質EBP50(也被稱為NHERF1)，并且Map–EBP50復合體在細胞膜上激活了CDC42，導致了絲狀偽足的局部形成。

　　Robert Orchard、Neal Alto和同事想要超越關于MAP信號網絡的這一基本理解，從而探索涉及在宿主細胞細胞膜上的細菌黏附位點激活CDC42的精確路徑。他們利用活體細胞成像評估了MAP在F肌動蛋白動力學和CDC42激活中的作用，并發現，在缺乏外部線索的情況下，MAP使CDC42在細胞表面極化，從而導致了富含肌動蛋白的膜突出物空間限制集群的形成。除了一個GEF結構域之外，MAP包含有一個能夠與 EBP50相互作用的羧基末端PDZ結構域結合基序，并且兩個結構域都是在細胞膜上極化CDC42活性所必須的。進一步對Map–CDC42信號級聯進行體外分析揭示了EBP50并沒有把MAP作為細胞膜受體的目標。作為替代，EBP50與另一個宿主細胞蛋白質埃茲蛋白形成了一個連接MAP和肌動蛋白細胞骨架的腳手架復合體。

　　通過將埃茲蛋白的肌動蛋白捆綁結構域(ABD)直接與MAP融合在一起，作者規避了對這種腳手架復合體的需求，從而形成了MAPABD。在體外分析中，連同最小限度的MAPABD信號網絡的結構和數學二建模，揭示了肌動蛋白動力學在MAP和CDC42的局部化中所起的關鍵作用。模型表明，CDC42激活的發生是作為MAP和F肌動蛋白在細胞液和質膜之間隨機循環的一個結果出現的，并且肌動蛋白成核現象通過一個依賴MAP的正反饋環路而局部放大了CDC42的信號轉導。計算和試驗分析證明，CDC42能夠用這種方式自發地極化質膜。然而，當大腸桿菌在體內感染期間，CDC42的極化并不是隨機的，取而代之的是特定于細菌—宿主界面。為了調節這些對立的觀點，作者利用纖連蛋白涂抹的珠子刺激肌動蛋白在確定的細胞表面位點聚合，從而分析了由外而內的刺激效應。他們發現，在表達野生型MAP或MAPABD的細胞中，肌動蛋白聚合的爆發與纖連蛋白珠子刺激的區域聯系在一起，并且這些區域被 CDC42的活動所富集。相比之下，在表達MAP突變而不與肌動蛋白相互作用的細胞中，沒有觀察到肌動蛋白聚合或CDC42的積聚。最終，延時顯微鏡檢查利用一個增強的GFP(eGFP)標記MAPABD構造從而表明，MAP僅僅在肌動蛋白聚合爆發之前被吸收到纖連蛋白珠子刺激的區域。

　　通過一個尚未經確認的信號，作者提出一個模型，即EPEC黏附在宿主細胞表面刺激了在細胞膜上的局部肌動蛋白重排，形成了被作者稱之為的一個肌動蛋白“地標”。MAP與EBP50-埃茲蛋白腳手架復合體的相互作用，以及識別這一地標，建立了一個在細胞膜上使CDC42成核的正反饋環路，并在黏附位點導致了局部肌動蛋白聚合以及持續的CDC42活性。