Mechanotransduction in an Adherens Junction
개념
Adherens junction은 기계적 힘을 감지하고, 이에 반응하여 actin cytoskeleton 연결을 강화하는 tension sensor로 작동한다. 이러한 기계적 신호의 생화학 신호로의 변환을 mechanotransduction이라 한다.
α-Catenin의 Conformational Change
Figure 19-12. Actin filament가 non-muscle myosin II에 의해 당겨지면, 그 장력이 α-catenin의 한 domain을 펼쳐서(unfold) 숨겨져 있던 vinculin 결합 부위를 노출시킨다. Vinculin이 결합하면 추가 actin을 동원하여 junction과 cytoskeleton 사이의 연결을 강화한다.
- Actin filament가 non-muscle myosin II에 의해 수축하면 장력이 cadherin–catenin 복합체로 전달된다.
- 장력이 α-catenin을 접힌 구조에서 신장된 구조로 변형시켜 cryptic vinculin 결합 부위를 노출시킨다.
- Vinculin이 노출된 부위에 결합하고, 추가 actin 동원을 촉진하여 junction의 cytoskeleton 연결이 강해진다.
- 이 변화는 myosin 행동 조절로도 이어질 것으로 추정된다.
조직 수준의 Mechanotransduction
Epithelium의 모든 세포는 cell–cell junction과 cytoskeleton을 통해 기계적으로 연결되어 있으므로, mechanotransduction이 조직 전체에 장거리로 작용할 수 있다. Drosophila 날개 발달에서 hinge 세포들의 수축으로 발생한 기계적 스트레스가 날개 전체로 전파되어 세포 이동과 배향 변화를 유도하는 것이 그 예다. 이러한 tension은 연결된 모든 세포에 빠르게 전달되어 조직 전체의 세포 행동을 조율하는 신호로 기능한다.
인접 세포 간 Force Balancing
한 세포에서의 수축력 증가는 junction을 통해 인접 세포에 전달되어 그 세포의 수축력도 증가시킨다. 이를 통해 junction 양쪽의 힘이 균형을 이루며, 하나의 세포가 다른 세포를 일방적으로 당기지 않도록 조절된다.