Качественная обработка от ос и их улия с гарантией результата
Ни один дачный вредитель не доставляет столько хлопот, сколько осы, обладающие весьма ревностным отношением к решению проблем гнездования и демонстрирующие свое пренебрежение приватностью человеческого жилья. Болезненные укусы этих вредителей лишь добавляют их появлению неприятных эмоций. Конечно, всегда можно воспользоваться помощью профессионалов, готовых избавляться от вредителей на даче или в доме при помощи агрессивных химических средств. Но гораздо чаще владельцы домов и квартир предпочитают браться за дело самостоятельно, не дожидаясь пока придет помощь со стороны. Чего можно ожидать в этом случае?
В поисках средств борьбы, позволяющих обеспечить надежную защиту жилища и участка, владельцы домов и квартир чаще всего сталкиваются с необходимостью выбора методов тотального уничтожения незваных гостей. Избавление от осиных гнезд — трудоемкий процесс. А поскольку насекомые часто размещают свои жилища в местах, трудно доступных для человека: в стропилах кровли, под землей, искать подходящее решение можно долго.
Что предлагают профессионалы?
Профессиональные методы дачной борьбы с насекомыми, как и народные рецепты, подразумевают воздействие непосредственно на жизненно важные функции вредителей. Но многие из них лишь отпугивают вредителя от места его привычного обитания, не гарантируя полное уничтожение источника возникновения проблем. Гарантированный же результат дает исключительно профессиональная обработка от ос, позволяющая устранять возникшую проблему по-настоящему радикально.
Специалисты службы Санэпидемстанция.com советуют:
Не стоит затягивать процесс вызова специалистов, если вы не намерены вести самостоятельную борьбу. Насекомые могут быть достаточно агрессивны при защите гнезда, а их укусы способны оказаться смертельно опасными для детей, животных, людей с аллергическими реакциями острого характера. Если есть возможность, стоит до прибытия специалистов с современными инсектицидами позаботиться об изоляции источника биологической угрозы.
Особенности процессов обработки
Как показывает практика, полноценная обработка от ос подразумевает использование инсектицидных препаратов, подбираемых с учетом особенностей жизнедеятельности этих насекомых. Учитывать следует такие факторы, как:
- Уничтожение вредителей на всех стадиях их развития. Инсектицид должен убивать и личинок, и матку, и рабочих особей. Если гнездо расположено компактно, подойдут препараты быстрого действия в виде аэрозолей.
- Наличие сведений о точном местонахождении гнезда. Если установить его не удается, используют отравляющие приманки пролонгированного действия. В частности, можно разложить на блюдах спелые фрукты, наполненные инсектицидной «начинкой» — подойдут дыни, арбузы и прочие лакомые для ос продукты.
- Период распыления ядохимикатов. При обработке открытой территории следует обратить внимание на то, что во время цветения растений инсектицидные обработки выполнять не рекомендуется.
Подбор препаратов осуществляется с учетом таких аспектов, как наличие на участке полезных насекомых.
Какие существуют препараты?
Наиболее эффективной — как при вызове специалистов, так и при самостоятельном выполнении, считается инсектицидная обработка от ос. Соответственно, стоит учитывать этот фактор при выполнении дезинсекции. К средствам отравляющего (не мгновенного) действия относят всевозможные препараты, на основе которых можно изготовить ловушки или приманки. Они не должны иметь выраженной ароматической составляющей, при этом соответствовать требованиям и нормам безопасности для людей и домашних питомцев. Еще один немаловажный момент — высокая токсичность именно для ос. Она позволит избежать появления вредителей на участке в период, пока ядохимикаты не подействуют.
Еще одна группа — быстродействующие препараты, ориентированные на мгновенное уничтожение насекомых. Для них требования будут несколько иными. Здесь основополагающее значение имеет скорость уничтожения вредителей, удобная для применения форма средства и минимальный уровень токсичности для теплокровных млекопитающих.
Какую форму инсектицида выбрать?
Чтобы обработка от ос прошла успешно, необходимо правильно подобрать форму средства для дезинсекции. Если речь идет о самостоятельной обработке при помощи пульверизатора в баллоне с непрерывной подачей средства, можно выбрать концентрированные составы, вроде «Лямбда Зона» или Get. Они же подходят для создания приманок с отравляющей начинкой.
Полностью готовые к применению аэрозоли промышленного производства подходят для атаки на гнездо вредителей в вечернее и ночное время, когда весь выводок находится внутри. А вот порошковые средства принято относить к категории народных. В частности, сюда входят бура и борная кислота, которые используют для создания сладких ядовитых приманок. Но эффективность их не велика. Те же гели промышленного производства с ярким фруктовым запахом представляют гораздо большую опасность для летающих и жалящих вредителей.
Еще один довольно распространенный вариант — использование клеевых составов, с которыми вредителей легко можно просто изловить.
Как готовить приманку правильно?
Все ядохимикаты, используемые для изготовления приманок, требуют индивидуального подхода к применению. Средства, ориентированные исключительно на уничтожение взрослых особей, чаще всего имеет жидкую форму, поскольку смешивать его приходится с забродившим вареньем, медом и другими сладкими и липкими субстанциями.
Еще один тип приманок основан на комплексном уничтожении вредителей, в том числе личинок и матки. Их действие проявляется не сразу. А в качестве «носителя» используется питательная белковая пища, например, насыщенный химической добавкой щедрый кусок мяса, мимо которого взрослые особи, озабоченные поисками пропитания для всего улья, точно не пройдут. Вот только при изготовлении отравы для насекомых не стоит забывать об элементарных нормах безопасности. Ядохимикаты требуют осторожного обращения, использования средств индивидуальной защиты.
Отрава для ос с борной кислотой
Нетоксичная для человека борная кислота вполне может стать основой для эффективного уничтожения летающих насекомых.
Среди преимуществ выбора такого средства можно отметить:
- отсутствие ярковыраженной ароматической составляющей;
- минимальную цену;
- проверенную и доказанную эффективность в отношении вредителей.
Применяют ее, как и другие ядохимикаты пролонгированного действия, добавляя непосредственно в варенье или жидкий мед. В виде суспензии подходит для начинки сырого мяса в кусках. Такую приманку после обработки располагают поблизости от гнезда, чтобы гарантированно привлечь внимание основных «кормильцев». Это позволяет в короткие сроки уничтожить всех его обитателей.
Правила использования инсектицидных аэрозолей
Если обработку решено производить с применением средств, дающих мгновенный эффект, стоит с самого начала тщательно изучить их особенности. Чаще всего на открытом воздухе (вне жилых помещений) используется старый добрый дихлофос, изменивший базовое действующее вещество. Теперь здесь используют пиретоиды вместо опасных фосфорорганических соединений, но это не отменяет некоторой токсичности для человека.
Не стоит полагать, что всего один баллон аэрозоля позволит полностью уничтожить всех жителей осиного гнезда. В среднем, обработка занимает около недели и требует индивидуального подхода к делу. А если самостоятельная борьба не увенчается успехом, достаточно будет связаться со специалистами сервиса Санэпидемстанция.com, и профессионалы за один визит уничтожат источник опасности.
Обработка (уничтожение) от ос и шершней в Калининграде и области
Заказать обратный звонок
Заполните форму и мы свяжемся с вами прямо сейчас
*Отправляя запрос, вы соглашаетесь на обработку персональных данных
Строка навигации
/ /«Дез-А-Сервис» Калининград
Свяжитесь с нами, если заметили следы ос и шершней на участке. Обработка за один визит. Работаем по Калининграде и области
Заказать обработку
Осы и шершни (крупные осы длинной до 35 мм) особенно активны в конце лета.
В августе и начале сентября они буквально звереют, нападают не только на животных, но и на людей. Обработка от ос и шершней проводится до начала сезона с появлением первых признаков неприятного соседства до того, как в гнезде появится расплод.
Уничтожаем ос и шершней на объектах любого назначения
Жилые и частные помещения
Квартиры, частные и загородные дома, общежития, гостинницы
Объекты сельских угодий
Фермы, пастбища, загоны
Городские общественные пространства
Городские парки, скверы, детские площадки, территории для проведения массовых гуляний
Частные и государственные объекты
Территории детских садов, школ, санаториев, турбаз и других зеленых массивов
Чем опасны пчелы, осы и шершни?Сама по себе пчела или шершень для человека не опасны. Исключение — люди с гиперчувствительностью к укусам. Аллергическая реакция у них проявляется:
- температурой;
- головной болью;
- крапивницей;
- рвотой;
- снижением артериального давления;
- астматическими приступами.

В редких случаях наступает отек гортани и удушье. Все это возможно при укусе даже одной пчелы или шершня.
Используем безопасные сертифицированные средства
Высокоэффективный и длительный эффект
Препарат начинает действовать сразу после распыления. Положительный эффект достигается за 1 обработку и действует до следующего сезона.
Безопасны для человека
Не опасны для человека, маленьких детей и домашних животных. При правильном использовании не представляют угрозы для здоровья.
Все препараты сертифицированы
Используем средства, соответствующие требованиям безопасности, строго соблюдая их применение на объектах различного назначения.
Используем современные методы борьбы с осами и шершнями
Высокая эффективность истребительных мероприятий напрямую зависит от четко продуманного плана действий. Выбор в пользу того или иного метода и средства осуществляется после детального обследования.
Мы изучаем объект на степень заселенности, проводим поиск расположения осиных гнезд, размеры и уровень их доступности. Выполнив все подготовительные мероприятия подбираем наиболее эффективный метод и препарат для обработки с учетом типа объекта, его площади и размера прилегающей территории.
Холодный туман
Обработка территории генератором тумана. Частицы инсектицидов 50-80 мкм проникают в сложнодоступные места, воздействуя на ос или шершней, не оставляют запаха. Обрабатываем непосредственно гнезда насекомых и возможные места их появления на участке.
Горячий туман
Капли инсектицидов в 2,5 раза меньше в диаметре, поэтому проникают еще глубже, не оставляя шансов вредителям. Используем для уничтожения яиц в сложнодоступных местах.
Фумигация
Окуривание гнезд ночью, когда насекомые спят. Пользуемся фумигаторами, которые распыляют ядовитые пары и газы непосредственно на гнездо даже, если оно находится в недоступном для человека месте.
Метод позволяет за одну обработку уничтожить целый рой жалящих членистоногих.
Механическая обработка и орошение
Механическая обработка с орошением эффективна для массового уничтожения осиных гнезд на масштабной по площади территории. Используем в процессе механические распылители с инсектицидами.
Признаки гнезда на участке и опасность яда для людей
Узнать, что где-то по соседству поселились шершни или осы просто по одному простому признаку — они появятся в вашем окружении. Само гнездо вы можете не увидеть. Осы его тщательно маскируют, чаще:
- на деревьях;
- на чердаке;
- в дуплах;
- на верандах;
- на окнах и балконах и пр.
Шершень с «врагом» более осторожен. Он жалит в крайних случаях, после двух-трех предупреждающих атак без жала. Опасность — в нападении стаями. Чем ближе человек подошел к гнезду шершней, тем активнее они постараются его обезвредить.
В редких случаях наступает отек гортани и удушье. Все это возможно при укусе даже одной пчелы или шершня. Но в остальных случаях для людей, не склонных к подобным аллергическим проявлениям, выделяемых 0,2-0,3 мг яда при укусе, окажется недостаточно для ответной реакции организма. Чтобы пчелиный яд стал опасным для жизни, его должно попасть в кровь не менее 0,2 грамма. То есть, речь идет об атаке пчелиного роя в 500-1000 особей.
Алгоритм обработки помещения от ос и шершней
Обследование объекта
Дезинсектор опрашивает клиента о ранее проводимых обработках и сроках их давности. Проводит поиск гнезд и установление численности насекомых.
Выбор средства
Специалист выбирает препарат и метод борьбы. Рассчитывает дозировку исходя из результатов обследования объекта.
Обработка
Обработка проводится физическим или химическим методами.
На садовом участке проводится комбинированная обработка (извлечение, уничтожение гнезд и химическая обработка территории).
Сбор и утилизация
После обработки производится сбор остатков гнезда и насекомых с целью последующей утилизации.
ЗАКАЗАТЬ ОБРАБОТКУ
Свяжитесь с нами, если заметили следы ос и шершней на участке. Решим проблему за один визит.
Как избавиться от ос и шершней?
Обнаружить осиное гнездо на собственном балконе и попытаться извлечь его своими силами, значит столкнуться с агрессивными защитниками улья. Каждая особь попытается защитить матку, ценою своей жизни. Не стоит пробовать избавиться от осиного гнезда самостоятельно. Укусы ос, а тем более шершней могут привести к сильной интоксикации, вызвать острую аллергическую реакцию вплоть до смертельного исхода. Наша профессиональная помощь избавит Вас от непредсказуемых последствий, уничтожив ос и шершней профессиональными методами. Мы подберем эффективное и безопасное решение, исключающее негативный фактор и повторное заселение незваных гостей на вашей территории.
Профилактические меры
Основа профилактики появления осиных гнезд на вашей территории является регулярный осмотр чердаков, перекрытий, оконных и дверных проемов проёмов и других сквозных мест, где могут устроиться осиное семейство. Не допускать появление щелей, своевременно запенивать образовавшиеся зазоры. Регулярный осмотр помещений и территории позволит предупредить появление ульев.
Истребительные меры
Проще всего уничтожить гнездо, которое только начали строить, предварительно убедившись в том, что отсутствует опасность быть ужаленным. Подготовить пакет и срезать улей так, чтобы он попал в пакет. Опрыскать инсектицидом и через несколько часов сжечь. Если гнездо крупного размера, с большим количеством насекомых уничтожить его своими силами невозможно. Необходимо обратиться за профессиональной помощью.
200+
выполненных государственных контрактов
300+
организаций на нашем обслуживании
1500+
обработок ежегодно
Наши лицензии
«ДЕЗ-А-СЕРВИС» аккредитованная организация и обладает лицензией на медицинскую деятельность по дезинфектологии на право выполнения всех видов работ и услуг по дезинфекции, дезинсекции и дератизации.
Деятельность службы осуществляется согласно санитарно-эпидемиологических требований, предъявляемых к организации и осуществлению дезинфекционной деятельности (СП 3.5.1378-03).
Бесплатная консультация дезинфектора
Заполните форму и мы свяжемся с вами прямо сейчас
Задать вопрос
Заполните форму и мы свяжемся с вами прямо сейчас
Уничтожение ос осиных гнезд и шершней на даче, на участке, на балконе в СПб
Главная \ УСЛУГИ \ ДЕЗИНСЕКЦИЯ \ Уничтожение ос
В летний период уничтожение ос становится неприятной проблемой для многих владельцев частных домов, дач и загородных коттеджей! А если на участке растут фрукты и ягоды, то ближе к августу происходит буквально осиное нашествие.
Соответственно, возникает вопрос: возможно ли полное уничтожение ос и осиных гнезд на прилегающей к домовладению территории и как справиться с этими назойливыми насекомыми раз и навсегда?
Существует несколько способов,
различающихся трудоёмкостью и степенью эффективности.
Можно попытаться избавиться от ос, мух или шершней своими силами, а можно воспользоваться помощью специалистов.
Последний вариант гарантирует профессиональное избавление от неприятного соседства навсегда!
Почему вообще нужна борьба с осами? Пусть себе живут!
Осы, как это ни странно, могут представлять очень серьёзную опасность для нашего здоровья! Осиные укусы очень болезненны и аллергичны! Уничтожение злобных перепончатокрылых — вопрос не праздный и весьма актуальный.
Основная опасность насекомых подотряда стебельчатобрюхих заключается в том, что их укусы могут вызвать аллергию, вплоть до отека квинке и привести к летальному исходу!
Ещё одна причина, по которой борьба с осами в доме, квартире и на даче выходит на первый план в летний период: насекомые часто посещают выгребные ямы и помойки. Поэтому они могут стать переносчиками кишечных инфекций.
Садоводам также приходится сталкиваться с проблемой уничтожения ими урожая плодов и ягод! Происходит подобное в том случае, если вредители чересчур расплодились на участке.
Привлечённые сладким
ароматом фруктов,
они массово слетаются на их запах.
Есть еще целый ряд разнообразных причин, по которым появление насекомых становится неожиданным и угрожающим.
Как правило, они селятся рядом с источником питания и создают гнездо. Оно может располагаться рядом с окном или дверью, в щелях, образующихся при рассыхании древесины и ведущих внутрь помещений.
При обнаружении такого соседства медлить нельзя! Необходимо
срочно провести уничтожение гнезда ос!
Социализированные осы, образующие большие колонии в большинстве своём стараются устроить гнездо именно внутри помещения. Такое поведение позволяет им пережить холодное время года. Целые колонии квартирантов могут встретится на чердаке, флигеле и в некоторых других закрытых помещениях верхних этажей. Естественно, соседство с таким количеством опасных насекомых не сулит ничего хорошего. И борьба с осами на даче становится головной болью любителей загородного проживания и отдыха.
Какие есть методы борьбы с осами?
Избавиться от насекомых можно двумя путями:
• выполнить все необходимые действия самостоятельно;
• обратиться в специализированные службы по уничтожению ос.
Выбирая между этими двумя вариантами, следует понимать, что избавление от опасных насекомых — трудоёмкий процесс. И он будет эффективным только в том случае, если незваные гости уничтожены полностью.
А поскольку их гнёзда часто находятся в труднодоступных местах, своими силами можно и не справиться.
Дезинсекторы — специалисты по дезинсекции и дезинфекции, те, которые работают в данном направлении не первый год, хорошо знают нюансы обработки участка или строения. Они имеют навыки и спец средства, которые позволяют выполнить тотальную дезинсекцию и не пострадать от осиного укуса.
Попытки своими силами провести уничтожение ос или шершней на даче могут спровоцировать агрессивное поведение насекомых и их нападение.
Кроме того, в попытках спастись от более-менее удачной попытки их травления дачником энтузиастом, оса может забраться в самые неожиданные места: кровать, шкаф, одежду.
И если ее случайно потревожить, то практически наверняка жильцы будут покусаны.
Как профессионально уничтожить ос и осиное гнездо
Почему при обнаружении таких насекомых нужно сразу же обращаться за помощью к специалистам? Связано это с тем, что опытный дезинсектор:
• правильно определит причину гнездования;
• грамотно выберет подходящий метод уничтожения насекомых;
• гарантирует 100-процентный результат.
Другой проблемой садоводов и огородников становятся т. наз. земляные осы. Эти особи строят гнездо в земле. Глубина их гнезда — убежища может достигать десятков метров. И тут шансы самостоятельно от них избавиться, равны нулю.
Помочь в таком случае сможет только специалист. Выполняется уничтожение земляных ос при помощи различных инсектицидов не распростаняемых в розничной продаже и распыляемых методом горячего или холодного тумана.
При этом цена на услугу «уничтожение ос» в регионе Санкт-Петербург и Ленинградская область вполне приемлема как для физических лиц, так и для юридических компаний.
ЦЕНЫ НА УНИЧТОЖЕНИЕ ОС
в регионе Санкт-Петербург и Ленинградская область
| № п/п | Объем выполняемых работ | Цена до 01.01.2019 | Цена после 01.01.2019 |
| 1 | 1 гнездо в свободном доступе | 3100 р | 2500 — 3000 р |
| 2 | 1 гнездо в недоступном месте (межстенные пространства, фасад здания, обшивка дома) | 4500 р | 2500 — 4000 р |
| 3 | 2 гнезда в свободном доступе | 2600 р за шт. | 3000 — 3500 р |
| 4 | 2 гнезда в недоступном месте (межстенные пространства, фасад здания, обшивка дома) | 2300 р за шт.![]() | 3000 — 4000 р |
| 5 | 3 и более гнезд | По согласованию с заказчиком | По согласованию с заказчиком |
| Способы оплаты: Безналичный расчет / перевод на банковскую карту / наличный расчет* | |||
| Препараты: Россия, Германия, Польша (III — IV групп безопасности) | |||
* — способы оплаты уточняйте у менеджера
Прежде чем подвергать риску свое здоровье, подумайте о собственной безопасности и позвоните в нашу службу!
Убедитесь в доступности наших цен! Доверьте данную процедуру нам!
Мы ждем вашего звонка!
Услуги по обработке от ос и шершней в Екатеринбурге
Дезинсекция, дератизация и дезинфекция с гарантией качества!
Не тратьте время зря, оставьте заявку сейчас! Заполнить заявку
Осы и шершни – групповые насекомые, которые часто образуют свои гнёзда на чердаках или под крышей дома.
Такое соседство очень опасно для людей и домашних питомцев. Если проблему не решить своевременно, то гнездо будет стремительно увеличиваться и количество особей – расти. Профессиональные услуги по уничтожению ос и шершней предлагает компания «ДезУрал».
Цены на услуги по обработке от ос и шершней
| Объём работ | Стоимость |
| 1 шт. | 3500 ₽/шт |
| 2-3 шт. | 2500 ₽/шт |
| 4-5 шт. | 2000 ₽/шт |
| более 5 шт. | спец. цена |
Скидки, акции, дополнительные услуги и условия |
| 🎁 Оценка стоимости работ — бесплатно! |
| 🩺 Медицинским работникам — скидка 10% |
| 🎁 Инвалидам, пенсионерам, участникам ВОВ, ликвидаторам ЧАЭС — скидка 10%. |
| 🎁 Обработка от двух видов насекомых — скидка 30%. |
| 💳 Минимальный заказ — 1500₽ |
| 🗒️ Пакет документов для СЭС + акт обследования – 2500₽ |
Стоимость выезда 🚛 | |
| Екатеринбург | бесплатно |
| Березовский и Верхняя Пышма | 300 ₽ |
| За пределы Екатеринбурга (кроме Березовского и Верхней Пышмы) | 10 ₽/км в обе стороны |
Как выглядят осы и шершни
Популярные вопросы и ответы
Важные документы
Свидетельство дезинфектора
Свидетельство дезинфектора
Свидетельство «Юракс»
Свидетельство «Юракс»
Свидетельство «Ксулат»
Свидетельство «Ксулат»
Регистрация «Штурм»
Регистрация «Штурм»
Свидетельство «Таран»
Свидетельство «Таран»
Соответствие «Циклоп»
Соответствие «Циклоп»
Декларация «Аверфос»
Декларация «Аверфос»
Соответствие «Беби Дез Ультра»
Соответствие «Беби Дез Ультра»
Декларация «Клиндезин»
Декларация «Клиндезин»
Декларация «Штурм»
Декларация «Штурм»
Руководителям транспортных организаций
Руководителям транспортных организаций
ОГРН ИП Ахметшин Д.
Р.
ОГРН ИП Ахметшин Д.Р.
Почему не стоит ликвидировать насекомых самостоятельно?
Многие считают, что сами справятся с проблемой. Важно понимать, что уничтожение только взрослых особей не принесет результата. Чтобы избавиться от неприятного соседства, необходимо найти и ликвидировать гнездо. Иногда локаций может оказаться несколько. Специалисты «ДезУрал» имеют большой опыт в дезинсекции, тщательно осматривают места возможной локализации гнезд, что гарантирует полное уничтожение ос. Если удалить не все места обитания насекомых, они быстро восстановят свою популяцию.
При дезинсекции необходимо быть максимально аккуратным, животные защищают свою территорию и свой дом, ведут себя агрессивно, могут напасть на человека или домашних животных и сильно покусать. Яд осы и шершня очень токсичен, способен вызывать аллергические реакции, поэтому не стоит экономить и пытаться решить проблему самостоятельно. Такая попытка уничтожить шершней может окончиться не только болезненными укусами, но и попаданием в больницу.
Наши преимущества
Отличная цена
Фото и видео — отчеты
Бесплатная оценка
Акты обследования
Гарантия — до 2-х лет
Одобрено РПН
Медицинская лицензия
Без неприятных запахов
Круглосуточный выезд
Этапы обработки от ос и шершней
Специалист «ДезУрал» тщательно смотрит всю территорию, найдет все гнёзда и выберет метод их уничтожения. Обработка от ос проводится химическими реагентами безопасными для человека и домашних животных и высокотоксичными для насекомых. Все манипуляции проводятся в защитном костюме:
- подготавливается ёмкость, куда будет срезаться гнездо;
- пакет или мешок обрабатывается дополнительно ядом, чтобы сразу нейтрализовать насекомых;
- гнездо быстро и аккуратно срезается и помещается в мешок;
- пакет утилизируются вместе с содержимым;
- место, где раньше было гнездо, подвергается обработке инсектицидами.

Заказать уничтожение ос и шершней
Дезинсекция от шершней – услуга, на которую можно оставить заявку непосредственно у нас на сайте. Наши санитарные работники обладают достаточным опытом, чтобы эффективно и безопасно избавить вас от опасного соседства. Выезд специалиста возможен в день обращения, на выполненные работы предоставляется гарантия.
Оказание услуг по дезинфекции, дезинсекции, дератизации не требует лицензии в том случае, если оказание этих услуг не является частью оказания медицинской помощи. Согласно постановлению ВС РФ №46-АД19-1 от 29.04.2019 г.
Заказать услуги можно по телефонам: +7 (343) 290-98-90, +7 (992) 022-70-32
Не забудьте оставить заявку!
Отправьте заявку и в ближайшее время с вами свяжется наш специалист. Он уточнит детали и сможет разработать план работ.
Оснащение
Циперметрин
К-Отрин
Аверфос
Биорин
Синузан
Цигатрин
Stihl SR-450
Bure SMB-100
Airofog U-260-5L
Умница ОЭМР-12
GLORIA Prima 5 Comfort 5 л
«ДезУрал» использует исключительно профессиональные и доказавшие свою эффективность, надёжность и безопасность препараты и оборудование.
Мы постоянно изучаем все предложения на рынке, выбирая только лучшие для оказания наших услуг по дезинфекции, дератизации и дензинсекции.
Нам доверяют
Обработка от ос и шершней
Государственное бюджетное учреждение Ленинградской области «СББЖ Всеволожского района» проводит качественные мероприятия по дезинфекции, дезинсекции, дератизации, дезодорации объектов на территории Санкт-Петербурга и районах Ленинградской области для физических и юридических лиц.
Также специалисты Учреждения проводят обработку территорий против сорняков, таких как борщевик Сосновского и т.п.
По вопросам оказания услуг обращайтесь по телефонам Учреждения:
Тел.: 8 (812) 222-00-03 (Многоканальный)
Тел.: 8 (81370) 38-003 (Многоканальный)
Горячая линия по услугам дезинфекции:
+ 7 931 255-63-99 (СПб и ЛО)Для получения бесплатной консультации заполните форму ниже:
Специалист перезвонит в ближайшее время!
-
Прейскурант на оказание услуг по дезинсекции
Уничтожение ос и шершней
Осы и шершни – одни из самых неприятных, а зачастую – смертельно опасных насекомых.
Поэтому уничтожению ос и шершней, поселившихся рядом с жилыми объектами и хозяйственными постройками, уделяется особое внимание.
Какой вред они приносят?
Это агрессивные насекомые, которые могут нападать без повода. В их жале содержится яд, вызывающий у некоторых людей аллергию, вплоть до анафилактического шока. Для такого человека даже один укус может стать роковым и привести к смерти. Остальным укусы ос и шершней причиняют сильную и резкую боль, а пораженный участок воспаляется и болит еще несколько дней. Для детей осы и шершни представляют особую угрозу. Домашним животным укус насекомых может передать инфекцию и стать причиной серьезного заболевания. Именно поэтому служба уничтожения ос работает круглосуточно и без выходных.
Обработка от ос и шершней: как лучше поступить?
Избавиться от насекомых можно:
- самостоятельно;
- воспользовавшись нашими услугами.
Многих привлекает первый вариант.
Вроде все просто: достаточно купить качественный препарат и сделать все по инструкции. На деле выходит совершенно обратное.
Наши специалисты знают, как провести дезинсекцию максимально эффективно и не пострадать от укусов. Обычный человек почти наверняка спровоцирует нападение насекомых. Мы не только проводим уничтожение шершней по выгодной цене, но и подбираем оптимальный способ дезинсекции, губительный для всего роя.
Самостоятельно такого результата добиться невозможно. Одурманенные насекомые будут забираться в кровати, ящики с игрушками, щели, сидеть на полотенцах. Такой шершень обязательно укусит первого, кто к нему случайно прикоснется.
Методы уничтожения ос и шершней. Их преимущества
Мы используем следующие методы дезинсекции:
- Холодный туман (ULV орошение). С помощью специального оборудования в помещении распыляется водный раствор инсектицида. ULV орошение уничтожает ос и шершней, сидящих на видимых местах.
- Холодный туман и барьерная защита.
К действию холодного тумана добавляют промазывание периметра квартиры специальными гелями. Это предупреждает проникновение насекомых в помещение. - Горячий туман (GAP обработка). Принцип действия как у холодного тумана, но GAP обработка горячим туманом уничтожает насекомых даже в труднодоступных местах. Полностью гибнет и кладка в гнезде.
- Комплексная обработка горячим и холодным туманом. Особенно актуальна в случаях, когда рой проник в помещение и требуется тщательно уничтожить всех насекомых.
- VIP Комплекс (горячий и холодный туман + барьерная защита и полная подготовка). В этом случае применяются Премиум препараты. Эффект соответственный.
Видео: как шершни строят гнездо
Почему уничтожение ос и шершней доверить нам ?
Почему стоит воспользоваться услугами именно нашей службы?
Официальная СЭС
Мы работаем на официальных условиях (заключается двусторонний договор).
Круглосуточно и пунктуально
Наша служба по уничтожению ос и шершней действует оперативно. Выезд на объект в день звонка.
Профессиональные мастера
Мы работаем аккуратно, качественно и эффективно.
Безопасные препараты без запаха и цвета
Мы используем только сертифицированные препараты, не имеющие цвета и запаха, безопасные для людей, домашних животных и растений.
У нас оптимальные цены
Низкие цены доступные цены каждому. Гибкая система скидок.
Бесплатная консультация
Звоните в любое время и получите бесплатную консультацию по уничтожению ос и шершней. Мы также предоставляем бесплатные профессиональные консультации о том, как избежать повторения ситуации.
ГБУ ЛО «СББЖ Всеволожского района» проводит качественные мероприятия по дезинфекции, дезинсекции, дератизации, дезодорации объектов на территории Санкт-Петербурга и районах Ленинградской области
По вопросам оказания услуг обращайтесь по телефонам:
Тел.
: 8 800 350-29-03 (звонок бесплатный для всех регионов России)
Горячая линия по дезинфекции: + 7 931 255-63-99 (СПб и ЛО)
Для получения бесплатной консультации заполните форму ниже:
Специалист перезвонит в ближайшее время!
Уничтожение ос — дачи, участки, дома, квартиры. Обработка до полного результата.
Осы коллективные насекомые, поэтому при обнаружении нескольких особей на даче возле дома, будьте уверенны, рядом осиное гнездо с сотней, а то и неодной агрессивных насекомых, а возможно и не один, точное количество определить невозможно, а очень скоро их станет еще больше. Причиной появления ос становятся благоприятные условия, например легкий доступ к пище, строительным материалам и обилие удобных мест и отверстий где они смогут сделать свой улей. Активны обычно в светлое время суток, но даже если ночью растормошить улей, ждите ответной реакции. Личинки всеядные, взрослые питаются соком и нектаром цветов и фруктов, поэтому рабочие особи собирают на пути любые съестные продукты и несут в улей, чтобы кормить личинок.
У осы, в отличии от пчелы, нет зазубрин на жале, поэтому оно не остаётся в месте атаки, позволяя жалить много раз. Яд ос сильный аллерген, который вызывает у большинства людей обширные болезненные отеки. А чувствительным к токсинам лицам, приведет к более серьезным последствиям, вплоть до летального исхода. Не стоит откладывать борьбу с осами после обнаружения улья, следует сразу избавляться от опасных соседей.
Применяемые методы при обработке:
Опрыскивание инсектицидами, фумигация, холодный или горячий туман, гелевая обработка, заделка укрытий.
Зачем уничтожать ос и избавляться от ульев?
Опасность ос проявляется в том что эти насекомые любят строить свои ульи поблизости с жильем, часто в жилье человека, на чердаках, балконах, под крышами дачных домов и даже внутри стен. Благодаря этому они могут получить легкий доступ к пропитанию и строительные материалам для ульев. Устроившись на новом месте они начинают размножаться и расширять гнездо.
А так как они контактируют с отходами и объедками, то механически переносят вирусы, бактерии и яйца гельминтов. Вместе с тем при укусе они впрыскивают в тело человека токсины, смертельные для восприимчивых к аллергенам людей. Это делает их опасными и нежелательными соседями. А самостоятельную борьбу с ними, без использования специальных средств и защиты против жалящих насекомых, очень опасной. Старые ульи в последующих сезонах, даже по истечении нескольких лет, могут заселяться новым роем, либо использоваться как легкодоступный материал для строительства или расширения нового улья. Поэтому большое значение при обработке от ос, имеет утилизация старых их гнезд.
Что мы предлагаем?
Фиксированная и понятная стоимость обработки до полного результата.
Уничтожим всех ос, их гнезда и ульи, с последующей утилизацией.
Проводим работы в удобные для Вас день и время. С гарантией результата.
Используем только безопасные для людей и домашних животных препараты.
Обрабатываем помещения и территории любой сложности и категорийности.
Проводим как истребительные так и профилактические работы, с защитой участков.
Чтобы гарантированно избавиться от ос, а так же убрать все гнезда достаточно оставить заявку и обратиться за помощью в нашу службу. Специалисты нашей компании опытные дезинфекторы, вооруженные необходимым оборудованием, быстро разберутся с необходимыми вопросами. Определят вид вредителей, размер популяции, найдут гнездовья, пути миграции, определят пищевую предрасположенность, выберут оптимальный набор методов и средств, чтобы провести эффективное уничтожение ос.
Как мы работаем:
Звонок
Приезд
Осмотр
Выявление
Договор
Обработка
Работаем со строгим соблюдением СанПиН 3.
3686-21 «Санитарно-эпидемиологические требования по профилактике инфекционных болезней»
Наши специалисты:
Сотрудники только обученные профессионалы, специалисты имеющие большой опыт и способные решить проблему в кратчайшие сроки
Сертификаты
Мы не видим смысла выкладывать сертификаты на препараты, которые находятся в открытом доступе на сайтах производителей средств для дезинфекции, дезинсекции и дератизации. При этом используемые нами препараты, это не 2-3 наименования продукции и они часто меняются, в соответствии с графиком ротации и показанной результативностью препарата. Все используемые нами препараты разрешены к использованию на территории Российской Федерации и в странах входящих в ЕАЭС. Что подтверждается наличием их в государственном реестре дезинфекционных средств
Благодарственные письма и отзывы клиентов
Архив благодарственных писем
Оставить о Нас отзыв на Google Maps
Оставить о Нас отзыв на Yandex maps
Оставить о Нас отзыв на
Остались вопросы? Закажите обратный звонок и специалист ответит Вам в течение 15 минут, чтобы предоставить информацию.
Консультация бесплатная
Цены на обработку от ос
В Москве
| В квартире | 4000 руб |
| В загородном доме | 4500 руб |
| На участке | 4500 руб |
| Защита участков | 500 руб сотка |
| В помещении | 4500 руб |
В Петербурге
| В квартире | 4000 руб |
| В загородном доме | 4500 руб |
| На участке | 4500 руб |
| Защита участков | 500 руб сотка |
| В помещении | 4500 руб |
В Воронеже
| В квартире | 4000 руб |
| В загородном доме | 4500 руб |
| На участке | 4500 руб |
| Защита участков | 500 руб сотка |
| В помещении | 4500 руб |
Услуга уничтожение ос включает в себя работу до полного результата.
Выбор методов и средств производится после осмотра.
Стоимость услуги фиксированная по городу, по области дополнительно оплачивается удаленность объекта.
Звоните в ДезЦентр «МАНОФЬЮТ» и забудьте об опасных насекомых.
Другие наши услуги
Услуги от вирусов и бактерий
Дезинфекция у Нас — это прежде всего безопасность клиента. Выполняя работы по заключительной дезинфекции, уничтожению плесени, грибков и спор, профилактической дезинфекции, Нам важен результат и безопасность, это даст клиенту уверенность в отсутствии микроорганизмов, вирусов, бактерий и заболеваний.
Показать
Услуги от членистоногих
Уничтожение насекомых в нашей службе выделяется, тем что Мы ставим перед собой цель полностью уничтожить популяцию насекомых на объекте. Помогая клиенту минимизировать варианты повторного заражения объекта насекомыми. Вызов дезинсектора не панацея, а способ борьбы. В нашем случае очень эффективный способ.
Показать
Услуги от животных
Борьба с грызунами у нас — это профессиональный подход к организации работ. Мы занимаемся санитарно-инженерными работами блокируя грызунам способы попадания на объект. А включение в состав услуги — утилизации, дезинфекции и дезодорации, позволит забыть о грызунах и последствиях их пребывания.
Показать
ОСАС® | биомерье
Вы здесь
Главная
WASP®
Добавить в мой выбор
- Обзор
- Характеристики
- Технические характеристики
Обзор WASP
Прибор WASP (Walk Away Specimen Processor) представляет собой интеллектуальное решение для действительно комплексной автоматизации. автоматизация. WASP — это открытая платформа, которая автоматизирует протоколы для высококачественной обработки независимо от контейнера или типа образца, например мазков, жидких образцов, мочи или кала.
Когда вы объединяете линейку жидкостной микробиологии (LBM™) с автоматизацией WASP, вы обеспечиваете еще более эффективный лабораторный рабочий процесс, улучшенное качество и сокращение времени выполнения микробиологического тестирования.
- Перераспределение квалифицированного персонала: высокая автономность, требует меньшего вмешательства пользователя
- Экономия затрат и времени: высокая производительность (возможна работа в режиме 24/7), меньше расходных материалов и модульные опции для расширения по мере необходимости
- Высокая стандартизация и прослеживаемость
- Hepa-фильтр и камера управления обеспечивают безопасность образца и пользователя
- При поддержке bioMérieux: полный пакет услуг, включая оценку эффективности работы лаборатории, обучение и интеграцию технологий для повышения вашей гибкости.
Функции WASP
Гибкость без ограничений
WASP предлагает уникальный гибкий подход к автоматическому выделению штрихов с универсальными вариантами протоколов и знакомыми шаблонами штрихов.
В то время как другие системы не могут передавать объемы менее 10 мкл, WASP использует петли на 1 мкл, 10 мкл и 30 мкл, поэтому вы можете адаптироваться к различным размерам образцов. Переобучение персонала минимально, так как рисунок штриховки можно настроить под себя — WASP выполняет различные классические узоры, воспроизводящие знакомые человеческие жесты. В совокупности это означает, что вы можете использовать комбинацию петли и схемы штриховки, которая лучше всего соответствует внутренней процедуре вашей лаборатории по работе с образцами, чтобы оптимизировать качество изоляции колоний. Наконец, петли можно использовать повторно — они автоматически стерилизуются после использования — поэтому они более экологичны и экономичны.
Мы подстраиваемся под вас. Вам не нужно подстраиваться под нас.
WASP позволяет вам создать собственную рабочую станцию для управления пробами, настроенную в соответствии с вашими потребностями. Эта модульная конструкция растет вместе с вами по мере изменения ваших потребностей, продлевая срок службы ваших инвестиций.
| Приготовление грамм слайдов | Инокуляционный бульон | Дисковый дозатор | Двойная петля | Поворотный стол для мочи |
| Инокуляция предметных стекол для окрашивания по Граму – инокуляция, штрих-кодирование, считывание и согласование штрих-кода, фиксация | Перенесите аликвоту образца из первичного флакона в пробирку с бульоном для обогащения и промаркируйте пробирку | Автоматически размещайте 6 бумажных дисков с антибиотиками на планшетах (доступно до 4 различных дозаторов | Одновременная полоса с обеих сторон двойных пластин с двойной петлей | Позволяет непрерывно загружать большие контейнеры с завинчивающимися крышками |
| Прослеживаемая, последовательная и качественная подготовка предметных стекол | Полная прослеживаемость | Равномерное расстояние между дисками, отсутствие риска загрязнения | Максимальная эффективность | Более высокая производительность |
WASPLab
® : Выведите свою лабораторию на новый уровень WASPLab поднимает добавленную стоимость автоматизированного прибора WASP на новый уровень.
Эта интегрированная система автоматизации лаборатории делает полный цикл обработки образцов и планшетов быстрее, проще и надежнее.
Спецификации WASP
| Инструмент для посева/штриховки | Традиционная многоразовая никель-хромовая петля |
| Объем для штриховки | 1 мкл, 10 мкл, 30 мкл |
| Настраиваемые шаблоны штрихов | Да |
| Вход для носителя | 9 силосных каруселей (до 378 тарелок) |
| Выход для носителя | Карусельная сортировка с 4 вариантами сортировки |
| Емкость для образцов | Непрерывная загрузка поддонов |
| Вортекс для проб | Да |
| Центрифугирование проб | Да |
| Автоматическая инокуляция предметного стекла по Граму, маркировка штрих-кодом и высыхание предметного стекла | Да |
| Автоматическая инокуляция бульона | Да |
| Автоматический депозит диска | Да |
| НЕРА-фильтр | Да |
| Размеры WASP | 43,5 дюйма в ширину x 81,5 дюйма в длину x 76 дюймов в высоту |
| Вес WASP | Приблизительно 1300 фунтов |
| Размеры SlidePrep™ в граммах | 28 дюймов в ширину x 23 дюйма в длину x 49,5 дюймов в высоту |
| грамм Груз SlidePrep | Приблизительно 221 фунт |
Pioneering Diagnostics
WASP DT | COPAN Diagnostics Inc.

Модульная открытая платформа, которая полностью автоматизирует все аспекты обработки образцов в микробиологии, включая посев и штрихование, подготовку граммовых стекол, инокуляцию бульона и применение дисков для быстрой и прямой идентификации.
Получить WASP
® DTРесурсы и загрузки
Поиск в PubMed
В последнем выпуске Canadian Journal of Laboratory Science рассказывается о растущем внедрении полной автоматизации лабораторий в клинической микробиологии. В статье показано, как внедрение WASPLab® и искусственного интеллекта PhenoMATRIX® в одной лаборатории улучшило их рабочий процесс, позволив специалистам лаборатории сосредоточиться на более сложных и важных задачах.
Не только автоматизированный процессор образцов, но и партнер на будущее
Технологические инновации ничто без участия человека.
Вот почему, начиная с установки прибора WASP ® первого поколения и заканчивая самым последним из более чем 600 приборов WASP ® по всему миру, COPAN продолжал поощрять вклад и развивать сотрудничество с микробиологическим сообществом. По мере того, как лаборатории по всему миру внедряют автоматизированную предварительную обработку образцов, мы прислушиваемся и постоянно внедряем инновации.
Стандартизированная, высококачественная посадка и штриховка
WASP ® DT позволяет переназначить ценный, часто дефицитный, лабораторный персонал без ущерба для качества или воспроизводимости микробиологических культур. WASP ® DT предназначен для имитации работы технолога с использованием лучших отраслевых методов посева и нанесения штрихов на образцы пациентов.
- Протоколы обработки проб на основе LIS автоматически выбирают соответствующий размер петли (1 мкл, 10 мкл или 30 мкл петли)
- В отличие от конкурирующих инструментов, платформа WASP ® DT использует протокол 1 мкл петли для количественного посева мочи с использованием цельных или двойных чашек.
чтение и интерпретация культур. - Доступна библиотека классических или индивидуальных рисунков штрихов с петлевой стерилизацией между квадрантами, что обеспечивает оптимальную изоляцию колоний для образцов с высокой нагрузкой, таких как респираторные, раневые и фекалии.
- Специализированные датчики и анализ изображений обеспечивают целостность и точность контура, подтверждая наличие инокулята непосредственно перед посевом.
Автоматизация с учетом проверенных научных методов — разница очевидна
WASP ® DT использует многоразовые металлические петли размером от 1 мкл, 10 мкл и 30 мкл для точного определения объема пробы и количественного анализа проб.
В Руководстве по клинической микробиологии и Институте клинических и лабораторных стандартов (CLSI) рекомендуется 1 мкл для обработки рутинных неинвазивно собранных образцов мочи, резервируя объем 10 мкл для инвазивно собранных образцов мочи или более всесторонних исследований.
Другие автоматизированные системы не используют петли для количественного культивирования, а вместо этого используют пипетки с минимальным объемом 10 мкл. Использование 10 мкл мочи для неинвазивно собранных образцов мочи может усложнить подсчет и интерпретацию колоний.
Щелкните здесь, чтобы сравнить рост образцов на чашке с использованием 1 мкл и 10 мкл инокулята
Использование WASP ® DT позволяет переключать петли между квадрантами для оптимальной изоляции колоний на образцах с высокой бактериальной обсемененностью.
Откажитесь от подготовки образцов: чашки для культивирования, грампрепараты, бульоны для обогащения и аппликация дисков
Система смены петли WASP ® DT автоматически переключается между петлями на 1 мкл, 10 мкл и 30 мкл в зависимости от типа образца. Образцы можно загружать в прибор непрерывно, без группирования, а захваты и открыватели контейнеров автоматически настраиваются на любой тип контейнера для образцов.
Поскольку система охватывает все аспекты обработки образцов, от посева и нанесения штрихов до подготовки предметных стекол и маркировки, лаборанты могут быть переведены на задачи более высокого уровня, требующие их опыта, вместо того, чтобы тратить день на обработку образцов или взаимодействие с инструмент.
- Загрузка образцов случайным образом без группирования или остановки прибора для перезагрузки
- Универсальное устройство для снятия крышек автоматически снимает крышки и повторно закрывает различные контейнеры для образцов
- Экономьте время благодаря автоматическому добавлению образцов в LIS
Максимизируйте инвестиции в автоматизацию
Другие системы используют механизированный ручной подход, автоматизируя некоторые процессы, но оставляя другие выполняться вручную. WASP ® DT не требует ручного вмешательства для процедур обработки образцов.
В то время как с нежидкими образцами или традиционными мазками, безусловно, можно работать с помощью WASP ® DT штрих, COPAN рекомендует линейку продуктов для жидкостной микробиологии (LBM), которая позволяет разжижать все образцы и готовить их для автоматизации.
Узнайте больше о первом шаге к автоматизации и упрощению сбора и обработки почти всех проб, поступающих в вашу лабораторию:
- Моча
- Тампоны
- Табурет
- Мокрота
Разработано и создано для минимизации эксплуатационных расходов
- В то время как в других системах для каждого образца используются одноразовые пипетки и металлические шарики, в WASP ® DT используются многоразовые металлические петли, что снижает эксплуатационные расходы и затраты на утилизацию опасных отходов.
- Полностью электрическая система устраняет необходимость в компрессоре или дополнительных затратах на коммунальные услуги.
- Открытая платформа подходит для сред любых производителей, позволяя пользователям выбирать планшеты для культивирования.
Устранение риска загрязнения
- Система фильтрации HEPA непрерывно циркулирует чистый воздух в критической рабочей среде прибора.

- Индивидуальные меры по обращению с образцами, локализации и локализации обеспечивают чистую рабочую среду.
Система, управляемая штрих-кодом, улучшает отслеживаемость образцов
- Наша технология сканирования Smart 360° считывает этикетки со штрих-кодом независимо от того, как они прикреплены к контейнеру.
- В случае нескольких этикеток/нескольких языков штрих-кода программа распознает и считывает правильную этикетку.
- Этикетки на заполненных планшетах, грамматических предметных стеклах и пробирках для посева сверяются со штрих-кодом образца пациента для отслеживаемости.
Дополнительные модули для индивидуального решения
Модуль бульона и диска
Полная обработка образцов с автоматическим бульоном для обогащения и модулем выдачи дисков прямой идентификации.
Грамм SlidePrep
Автоматическая подготовка предметных стекол с окрашиванием по Граму, включая лазерную печать идентификаторов пациентов, что устраняет необходимость в предварительной маркировке предметных стекол вручную.

Двойной контур
Увеличьте производительность за счет одновременной обработки штрихами обеих сторон двойных пластин.
Начните свой путь к автоматизации
Мы поможем вам пройти путь автоматизации, будь то новый процессор WASP ® DT или полная автоматизация лаборатории с использованием WASPLab ® , программного обеспечения искусственного интеллекта PhenoMATRIX™ или многолинейное решение с WASP-FLO ™, наш сортировщик сыпучих образцов.
Связаться
сопутствующие товары
WASP: универсальная, доступная через Интернет платформа обработки одноклеточных РНК-Seq | BMC Genomics
- Программное обеспечение
- Открытый доступ
- Опубликовано:
- Андреас Хук ORCID: orcid.org/0000-0002-0451-2519 1 ,
- Katharina Maibach 1,2 ,
- Ebru Özmen 1 ,
- Ana Ivonne Vazquez-Armendariz 3 ,
- Jan Philipp Mengel 4 ,
- Torsten Hain 4,5 ,
- Susanne Herold 3 и
- …
- Александр Гесманн 1,5
Геномика BMC том 22 , Номер статьи: 195 (2021) Процитировать эту статью
2176 доступов
2 Цитаты
5 Альтметрический
Детали показателей
Abstract
Background
Технология секвенирования РНК одиночных клеток (scRNA-seq) приобрела огромную популярность, поскольку она позволяет получить беспрецедентное представление о клеточной гетерогенности, а также идентифицировать и охарактеризовать (суб)клеточные популяции.
Более того, scRNA-seq практически повсеместно применима в медицинских и биологических исследованиях. Однако эти новые возможности сопровождаются дополнительными проблемами для исследователей в отношении анализа данных, поскольку для использования биоинформатического программного обеспечения требуются передовые технические знания.
Результаты
Здесь мы представляем WASP, программное обеспечение для обработки данных scRNA-Seq на основе Drop-Seq. Наше программное обеспечение облегчает первоначальную обработку необработанных считываний, созданных с помощью протокола ddSEQ или 10x, и создает демультиплексированные матрицы экспрессии генов, включая показатели качества. Конвейер обработки реализован как рабочий процесс Snakemake, а для интерактивной визуализации результатов предусмотрено приложение R Shiny. WASP поддерживает комплексный анализ матриц экспрессии генов, включая обнаружение дифференциально экспрессируемых генов, группирование клеточных популяций и интерактивную графическую визуализацию результатов.
Приложение R Shiny можно использовать с матрицами экспрессии генов, сгенерированными конвейером WASP, а также с внешними данными из других источников.
Выводы
С WASP мы предоставляем интуитивно понятный и простой в использовании инструмент для обработки и исследования данных scRNA-seq. Насколько нам известно, в настоящее время это единственный свободно доступный программный пакет, который сочетает в себе предварительную и постобработку данных на основе ddSEQ и 10x. Благодаря модульной конструкции можно использовать любую матрицу экспрессии генов с приложением WASP для постобработки R Shiny. Для упрощения использования WASP предоставляется в виде контейнера Docker. Кроме того, предварительную обработку можно выполнить с помощью Conda, а для постобработки доступна отдельная версия для Windows, требующая только веб-браузера.
Исходная информация
С момента своего первого применения в 2009 году [1] секвенирование одноклеточной РНК (scRNA-seq) претерпело значительные изменения.
Одной из основных причин этого является беспрецедентное разрешение для анализа клеточной гетерогенности. Эта технология позволяет оценивать экспрессию гена для каждой клетки в образце индивидуально, в то время как традиционная («объемная») РНК-секвенирование позволяла генерировать только средний профиль экспрессии всех клеток в образце. Как универсальный метод scRNA-seq может применяться в различных областях исследований, например. в исследованиях опухолей, обнаружении и характеристике ранее неизвестных типов клеток, анализе клеточной дифференцировки во время развития и многом другом [2]. За последнее десятилетие было разработано несколько протоколов scRNA-seq, которые различаются по охвату транскриптов, чувствительности, стоимости на клетку, пропускной способности и другим параметрам. Несмотря на большое количество протоколов, все большее число исследований сосредоточено на данных, полученных с помощью протоколов на основе Drop-Seq [3], которые обрабатывают клетки, инкапсулируя их в водные капли.
Основным преимуществом протоколов на основе Drop-Seq является высокая пропускная способность тысяч отдельных клеток, что снижает стоимость одной ячейки, позволяет проводить одновременный анализ больших групп клеток и увеличивает вероятность выявления редких типов клеток. Кроме того, коммерческие реализации метода Drop-Seq упростили и расширили область его применения. Однако большее количество ячеек делает последующий анализ данных более сложной задачей. В то время как некоторые этапы, такие как картирование или извлечение признаков, выполняются аналогично массовому анализу и могут показывать только результаты другого качества, основное отличие от типичного массового анализа РНК-секвенций заключается в необходимости соотносить каждое чтение с его исходной клеткой на основе последовательность штрих-кода, добавленная во время процедуры Drop-Seq, также называемой демультиплексированием. Этот шаг является критическим, потому что неудачное назначение чтений, т.е. из-за ошибок секвенирования, может негативно сказаться на последующих этапах анализа.
Кроме того, демультиплексирование необходимо алгоритмически адаптировать к используемой реализации Drop-Seq, поскольку структура считываний для данных на основе 10x и данных на основе BioRad ddSEQ отличается.
Другим важным аспектом является обработка уникальных молекулярных идентификаторов (UMI), используемых во многих экспериментах на основе Drop-Seq. Это уникальные последовательности, добавленные к каждому фрагменту мРНК, чтобы уменьшить погрешность количественной амплификации. Как и последовательности штрих-кодов, они также различаются в зависимости от реализации Drop-Seq и должны быть проверены, например, для ошибки последовательности, чтобы восстановить как можно больше информации для дальнейших шагов анализа. Результатом такой предварительной обработки обычно является матрица экспрессии генов, в которой каждая строка представляет ген, а каждый столбец соответствует ячейке (штрих-коду). Каждая запись содержит уровень экспрессии гена в данной ячейке в соответствии с обнаруженными уникальными UMI.
Постобработка данных отдельных клеток принципиально отличается от объемных данных секвенирования РНК, поскольку результаты для каждой отдельной клетки должны быть подтверждены для удаления клеток низкого качества. Кроме того, типичной целью анализа scRNA-seq является кластеризация клеток в популяции, специфичные для типа клеток. Это создает совершенно новую проблему по сравнению с массовым анализом секвенирования РНК. После кластеризации данных результаты также необходимо визуализировать с помощью сложных алгоритмов, особенно подходящих для данных scRNA-seq, таких как, например, t-распределенное стохастическое соседнее встраивание (t-SNE) [4] или равномерное многообразие аппроксимации и проекции (UMAP) [4]. 5].
Эти особые требования показывают, что существует потребность в программных решениях, специально адаптированных для анализа отдельных клеток. Поэтому было разработано множество программных инструментов, предлагающих широкий спектр применения. Однако существует ряд потенциальных камней преткновения, которые могут ограничивать их применимость на практике.
Несколько подходов к постобработке реализованы в виде веб-приложений, таких как ASAP [6], Granatum [7] или alona [8]. Хотя это упрощает работу с пользователем, поскольку эти инструменты предоставляют графический пользовательский интерфейс (GUI), это также означает, что пользователям необходимо загружать свои данные на удаленный сервер, который может не подходить для всех экспериментальных данных из-за размера наборов данных или потому, что конфиденциальности и защиты данных, особенно в медицинских исследованиях. Кроме того, для анализа своих данных пользователи зависят от обслуживания таких веб-серверов, что в некоторых случаях может привести к проблемам с воспроизводимостью их анализа.
Другие инструменты работают из командной строки, например ddSeeker [9] или zUMI [10]. Однако эти инструменты заботятся только о демультиплексировании чтений или нескольких этапах предварительной обработки и, естественно, требуют определенного уровня знаний командной строки, что представляет собой проблему для многих ученых в области наук о жизни.
Третья категория инструментов — это программные пакеты, обычно выполняющие постобработочный анализ. Существует несколько пакетов на основе Python, таких как scanpy [11] или Scedar [12]. Другие пакеты основаны на R, например scatter [13], SingleCellExperiment (https://bioconductor.org/packages/release/bioc/html/SingleCellExperiment.html) или Seurat [14]. Эти пакеты сочетают в себе множество сложных алгоритмов и визуализаций, однако их недостатком является то, что они требуют от пользователей глубоких знаний в области программирования на Python или R. В результате они не подходят для большинства ученых, работающих на мокром стенде. Кроме того, насколько нам известно, в настоящее время нет бесплатного инструмента, охватывающего весь процесс предварительной и последующей обработки данных на основе ddSEQ.
Чтобы устранить текущие ограничения, описанные выше, мы разработали W eb- A доступную S одноклеточную РНК-секвенирование P латформу (WASP). WASP включает в себя автоматизированный конвейер предварительной обработки на основе Snakemake [15] и интерактивные веб-сайты, реализованные с помощью R Shiny (https://shiny.
rstudio.com) для визуализации результатов и постобработки. Чтобы обеспечить интуитивно понятное использование, программное обеспечение использует графический интерфейс, когда это применимо, чтобы ученые могли удобно обрабатывать и исследовать свои данные. WASP включает в себя автоматический рабочий процесс с соответствующими настройками по умолчанию для неопытных пользователей, в то же время позволяя опытным исследователям настраивать все параметры на различных этапах обработки для создания конвейеров обработки, адаптированных к их конкретным научным вопросам.
Реализация
WASP разделен на два модуля для первичной обработки данных и визуализации результатов, которые реализованы в Snakemake и R Shiny. Snakemake — это система управления рабочим процессом, в которой используется язык описания на основе Python. Благодаря использованию сред Conda (https://docs.conda.io/en/latest/) Snakemake обеспечивает воспроизводимость и облегчает масштабируемое выполнение анализов, адаптируемых к используемому оборудованию.
Shiny — это пакет R, который позволяет пользователям визуализировать результаты и динамически пересчитывать их после взаимодействия с пользователем. Результаты и графика отображаются в виде интерактивных веб-страниц, которые можно модифицировать с помощью HTML, CSS и JavaScript. Эти функции значительно снижают требуемый уровень знаний, необходимый для анализа наборов данных с помощью WASP.
Воспроизводимая предварительная обработка необработанных данных с помощью Snakemake
Данные scRNA-seq, полученные с использованием протокола BioRad ddSEQ или 10x Genomics, сначала импортируются в приложение для предварительной обработки. Используя соответствующий эталонный геном и данные аннотаций, предоставленные в формате GTF, начальные этапы рабочего процесса WASP обеспечивают эталонное картирование, извлечение признаков и количественную оценку. Этот модуль реализован как рабочий процесс Snakemake, чтобы обеспечить воспроизводимость результатов, и пользователям предоставляются файлы на основе JSON, документирующие показатели качества, а также результаты анализа.
Рабочий процесс Snakemake использует множество установленных инструментов для обработки, включая FastQC (https://www.bioinformatics.babraham.ac.uk/projects/fastqc/) для проверки качества считываний, STAR [16] для сопоставления считываний с эталонный геном, featureCounts [17] для извлечения прочтений, сопоставленных с экзонами, и UMI-tools [18] для удаления дубликатов прочтений, происходящих из одного и того же фрагмента мРНК (рис. 1a).
Обзор этапов анализа WASP и инструментов, используемых для отдельных задач. a Показывает четыре основных этапа предварительной обработки рабочего процесса Snakemake в виде оранжевых квадратов и инструменты, используемые для обработки, в синих квадратах. b Показывает этапы постобработки на основе R Shiny в виде оранжевых квадратов и пакетов R для отдельных ячеек, использованных во время анализа, в виде синих квадратов
Полноразмерное изображение
Проверка результатов предварительной обработки и оценка действительных штрих-кодов
Для удобной оценки результатов предоставляется веб-приложение Shiny, предоставляющее информацию о каждом шаге, например.
количество извлеченных штрих-кодов, количество сопоставленных считываний/извлеченных функций на штрих-код или количество UMI на штрих-код. Помимо визуализации, приложение Shiny также занимается выбором правильных штрих-кодов. Это имеет жизненно важное значение, поскольку основной проблемой в протоколах на основе Drop-Seq является проверка количества штрих-кодов, принадлежащих «настоящим клеткам». Эта проблема возникает из-за включения свободной РНК, высвобождаемой из разрушенных клеток, внутрь капель во время разделения клеток. Как следствие, некоторые капли содержат эти свободные РНК вместо мРНК из одной целой клетки. Свободные РНК обрабатываются аналогично мРНК из целой клетки и отображаются в данных со штрих-кодом и UMI. Однако эти считывания следует отфильтровывать, поскольку они отмечают ложноположительные совпадения и увеличивают шум для постобработки, а также замедляют дальнейший анализ. WASP вычисляет отсечку, содержащую все штрих-коды, которые, как предполагается, принадлежат неповрежденным ячейкам.
Для этого рассчитывается «график колена», упорядочивая все обнаруженные штрих-коды по убыванию по оси x в соответствии с количеством UMI. На оси Y показано логарифмическое количество UMI, идентифицированных в каждом штрих-коде. Чтобы определить отсечку, необходимо рассчитать первую точку поворота построенной кривой. Это делается путем ранжирования штрих-кодов в порядке убывания их количества UMI. Затем рассчитывается оценка, в которой разница в логарифмическом размере UMI между каждыми двумя соседними штрих-кодами делится на разницу в их ранге, чтобы учесть, когда несколько штрих-кодов имеют один и тот же ранг. Кроме того, пользователи могут выбрать минимум ожидаемых ячеек в загруженных данных, чтобы облегчить обнаружение отсечки. Наконец, штрих-код, показывающий наибольшую разницу в этом показателе, выбирается в качестве отсечки. Однако пользователи могут увеличить или уменьшить количество штрих-кодов, которые будут использоваться вручную для следующих анализов. В конечном итоге на основе выбранного порога создается матрица экспрессии генов, в которой строки представляют гены, а столбцы соответствуют выбранным ячейкам (штрих-кодам).
Записи содержат уровни экспрессии в соответствии с количеством уникальных UMI на ген на клетку. Для повышения воспроизводимости пользователи также могут загрузить таблицу, содержащую все параметры инструментов, использованных во время анализа Snakemake, а также выбранное количество штрих-кодов. Матрица экспрессии генов затем может быть передана в приложение постобработки для последующего анализа. Конечно, постобработка также может обрабатывать аналогично отформатированные матрицы экспрессии генов, созданные другими конвейерами предварительной обработки.
Удобная для пользователя визуализация результатов с использованием R Shiny
Постобработка отфильтрованных результатов scRNA-seq основана на дополнительном приложении на основе R Shiny, которое требует ввода матрицы экспрессии генов, полученной на этапе предварительной обработки. (для экспериментов на основе протоколов BioRad ddSEQ и 10x Genomics) или получены из других источников (рис. 2). После загрузки соответствующих файлов анализа данных пользователю предлагается доступ к двум различным типам анализа: автоматический режим или ручной анализ.
Автоматический режим предназначен для менее опытных пользователей, поскольку он рассчитывает все анализы за один прогон с параметрами по умолчанию и сохраняет результаты каждого шага для последующей визуализации. После анализа пользователь может просматривать результаты на интерактивных веб-страницах. Более опытные пользователи могут выбрать ручной режим, в котором расчеты выполняются поэтапно, что дает пользователям возможность изменять параметры между этапами. Наконец, все результаты представлены в виде интерактивной веб-страницы, аналогично автоматическому анализу.
Схематический обзор анализа WASP. В качестве первого шага пользователи запускают рабочий процесс Snakemake в системе на базе Linux, предоставляя файл FASTQ с прочтениями и эталонным геномом с соответствующей аннотацией. Затем результаты (показатели качества) рабочего процесса представляются в веб-приложении R Shiny, которое создает CSV-файл матрицы экспрессии генов, содержащий UMI для каждого гена и клетки.
Этот файл или аналогичный файл, сгенерированный извне, затем загружаются в веб-приложение Shiny постобработки для дальнейшей обработки. Постобработка может выполняться в автоматическом или ручном режиме и представляться в виде динамической веб-страницы аналогично результатам предварительной обработки
Полноразмерное изображение
Перед началом анализа можно выбрать различные параметры фильтра, такие как пороговые значения количества UMI и генов на клетку или количество транскриптов на ген, что позволит удалить клетки с низким качеством. WASP предоставляет различные средства для нормализации количества UMI между клетками, кластеризации клеток в субпопуляции, а также облегчает идентификацию дифференциально экспрессируемых генов на основе пакета Seurat R. Это включает в себя выбор генов с высокой изменчивостью для уменьшения шума в дальнейшем анализе и уменьшение размерности на основе анализа основных компонентов (PCA). Удобные визуализации, такие как t-SNE, UMAP и многомерное масштабирование (MDS), позволяют оценивать такие детали, как назначение кластеров или экспрессия определенных генов во всех клетках/кластерах.
Все полученные результаты предоставляются в виде готовых к публикации высококачественных диаграмм в формате PDF или в виде экспорта данных на основе CSV для дополнительной обработки во внешних приложениях, таких как MS Excel. Кроме того, создается файл на основе CSV, документирующий все используемые параметры для поддержки воспроизводимого анализа (рис. 1b).
Раздельная обработка обеспечивает гибкость
Разделение WASP на два модуля дает несколько преимуществ. Одним из ключевых преимуществ является то, что это обеспечивает оптимальную адаптацию программного обеспечения к различным аппаратным и программным требованиям, связанным с предварительной и последующей обработкой. Предварительная обработка включает этап отображения в качестве одной из основных задач обработки. Поскольку данные scRNA-seq обычно основаны на эукариотических организмах, часто клетках человека или мыши, для картирования обычно требуется больший объем памяти (ОЗУ). Другим важным и ресурсоемким этапом является демультиплексирование, поскольку каждое сопоставленное считывание должно проверяться на наличие действительного штрих-кода и последовательности UMI.
Мы предоставляем специализированные процедуры предварительной обработки для извлечения специфичных для ddSeq и 10x штрих-кодов и последовательностей UMI. Чтобы ускорить демультиплексирование, мы реализовали этот шаг как параллельный процесс, сохраняя при этом воспроизводимость с помощью Snakemake (рис. 2). Другим аспектом является использование хорошо зарекомендовавших себя инструментов для получения наилучших результатов из входных данных, поскольку некоторые из этих инструментов предназначены для работы только в системах на базе Linux. Таким образом, предварительная обработка значительно выигрывает от среды на базе Linux с несколькими ядрами и большим объемом оперативной памяти, такой как вычислительный кластер или рабочая станция.
В отличие от этого, постобработка реализована с помощью сценариев и пакетов на основе R, что позволяет использовать ее и в других операционных системах. Кроме того, постобработка обычно не требует такого большого объема ОЗУ, как предварительная обработка, и не так сильно выигрывает от большого количества ядер ЦП, поскольку ее расчет обычно выполняется в течение нескольких минут на стандартном ноутбуке.
Кроме того, постобработка начинается с матрицы экспрессии генов, что делает ее независимой от протокола, используемого для генерации данных scRNA-seq (рис. 2). Поскольку scRNA-seq все еще является относительно новой технологией, при постобработке некоторых наборов данных возникают определенные проблемы. Однако опытные пользователи могут решить эти проблемы и получить больше информации, изменив определенные параметры.
Чтобы выполнить эти требования и предложить пользователям максимально возможную гибкость, мы разделили предварительную и постобработку на две части. Это позволяет пользователям легко обрабатывать чтения на основе ddSeq и 10x, используя при этом преимущества установленных инструментов во время предварительной обработки. Кроме того, пользователи могут использовать постобработку на обычных компьютерах или даже ноутбуках на базе Linux или других платформах, таких как Windows или MacOS. Разделение еще больше расширяет область применения WASP за счет включения данных scRNA-seq из таких протоколов, как 10x Genomics.
Кроме того, постобработка позволяет опытным пользователям изменять параметры, чтобы извлечь как можно больше информации из сложных наборов данных.
Для простоты использования через Docker доступны как предварительная, так и постобработка, что устраняет необходимость установки дополнительных зависимостей. Кроме того, предварительную обработку можно легко установить с помощью Conda, а постобработка доступна в виде отдельной версии для Windows, для которой требуется только установленный веб-браузер.
Результаты и обсуждение
Создание матрицы экспрессии генов для данных на основе ddSEQ
Чтобы использовать конвейер предварительной обработки, пользователь должен предоставить эталонный геном с аннотацией и необработанными файлами FASTQ (Чтение 1 и Чтение 2), полученное с помощью протокола BioRad ddSeq или 10x Genomics. Для этого используется специальная структура каталогов, которую можно получить из репозитория git (рис. S1). После подготовки входных данных конвейер Snakemake можно запустить с помощью одной командной строки, причем двумя обязательными параметрами являются количество используемых ядер и протокол scRNA-seq.
После запуска Snakemake данные результатов визуализируются с помощью специального приложения Shiny. Вначале пользователь должен выбрать «каталог результатов», созданный с помощью рабочего процесса Snakemake. Затем отображается страница «Сводка по образцу» (рис. 3а), на которой показан обзор показателей качества для каждого обработанного образца. Эти показатели качества разделены на три блока, отображающих информацию в виде таблицы и гистограммы с накоплением: 1) Первый блок содержит информацию о количестве считываний с действительным штрих-кодом и без него, а также о количестве извлеченных штрих-кодов. 2) В следующем блоке отображается информация о результатах сопоставления STAR, например, однозначно сопоставленные чтения, неназначенные чтения и т. д. несколько функций и т. д. Меню в левой части веб-страниц позволяет пользователю перемещаться по другим страницам результатов:
Отчет FastQC:
Эта страница предоставляет пользователям результаты контроля качества, полученные с помощью FastQC.
Для обеспечения обзора качества последовательности образцов на этой странице показаны графики, созданные с помощью FastQC.Скорость отображения (рис. 3b):
На этой странице показана доля однозначно сопоставленных чтений, несопоставленных чтений и чтений, сопоставленных с несколькими функциями для каждой ячейки с использованием гистограмм с накоплением. При изменении количества анализируемых ячеек графики динамически пересчитываются. Кроме того, пользователи могут просматривать данные, соответствующие каждому штрих-коду, в табличной форме для сопоставления статистики однозначно сопоставленных считываний, считываний, сопоставленных с несколькими локусами, и несопоставленных считываний.
Количество генов:
Подобно «Коэффициентам сопоставления», на этой странице отображаются доли прочитанных данных, назначенных функции или различным категориям неназначенных прочтений.
Опять же, пользователи могут динамически пересчитывать гистограмму с накоплением, изменяя количество ячеек для анализа или выбирая категории показаний для отображения. В нижней части страницы пользователи могут просматривать идентифицированные штрих-коды в табличной форме.Действительные ячейки (рис. 3с):
Как упоминалось ранее («Проверка результатов предварительной обработки и оценка действительных штрих-кодов», Реализация), основной проблемой протоколов на основе Drop-Seq является различение штрих-кодов, добавленных к свободным фрагментам мРНК, от штрих-кодов, добавленных к фрагментам мРНК целая клетка. На этой странице показан «график колена» и автоматически рассчитанное отсечение. Кроме того, круговые диаграммы под диаграммой колена показывают распределение картированных прочтений и идентифицированных генов в выбранных штрих-кодах. Когда количество действительных штрих-кодов или ожидаемое количество ячеек изменяется, эти графики обновляются.
Кроме того, пользователи могут просматривать штрих-коды в табличной форме, чтобы получить подробное представление об идентифицированных UMI и генах для каждого штрих-кода.
Примеры показателей качества предварительной обработки WASP. a На сводной странице показаны показатели качества для идентифицированных штрих-кодов, сопоставление STAR и анализ featureCounts. b Результаты для каждого шага анализа, например. сопоставление STAR, представлены на подробной странице, а также с интерактивным выбором метрик (например, категорий сопоставленных и несопоставленных считываний) c На последней странице пользователи выбирают количество штрих-кодов, которые будут использоваться для дальнейшего анализа. Рассчитывая график колена, WASP предоставляет пользователям предполагаемое количество обнаруженных истинно положительных штрих-кодов
Полноразмерное изображение
После выбора ряда штрих-кодов, которые будут использоваться для дальнейшего анализа, пользователи могут просто загрузить матрицу экспрессии генов и список используемых параметров, нажав кнопку (рис.
S2). Затем матрицу экспрессии генов можно использовать с приложением постобработки WASP для дополнительного анализа.
Настраиваемый анализ и динамическая визуализация постобработки scRNA-seq
Чтобы сделать программное обеспечение WASP применимым для наборов данных, которые были созданы с использованием протокола, не поддерживаемого конвейером предварительной обработки, постобработка была разработана как стандартная один модуль. Приложение постобработки Shiny можно запустить либо как контейнер Docker, либо как отдельное приложение на ПК под управлением Windows. Основным преимуществом последнего является то, что он не требует установки какого-либо дополнительного программного обеспечения или пакетов, нужен только стандартный веб-браузер. После запуска приложения пользователю предоставляется веб-страница, аналогичная странице предварительной обработки Shiny. Эта страница также содержит примеры того, как должны быть структурированы входные данные. В качестве первого шага пользователь должен загрузить файл матрицы экспрессии генов.
Там, где это применимо, можно загрузить дополнительный файл аннотаций, содержащий все штрих-коды ячеек и назначенный им тип. Это может быть полезно, если данные из нескольких экспериментов объединяются, чтобы пометить каждую ячейку ее происхождением. Другой вариант — добавить уже известную информацию о типе ячейки, например. если клетки ранее были отобраны из конкретных тканей. Когда предоставляется файл аннотаций, WASP показывает пользователям добавленную информацию о ячейках на графиках, что позволяет проверить, например. пакетные эффекты. После завершения загрузки пользователи могут выбирать между автоматическим и ручным режимом анализа. Первый режим был интегрирован, чтобы менее опытные пользователи могли легко получить представление о своих данных. Для этого режима мы оценили параметры из предыдущих анализов, чтобы выбрать значения по умолчанию, подходящие для большинства наборов данных. В режиме автоматического анализа WASP рассчитывает все этапы анализа и графически отображает результаты на новой веб-странице.
Однако ручной режим позволяет пользователям изменять параметры перед каждым шагом. Поэтому WASP вычисляет результаты шаг за шагом и предоставляет пользователю только результаты текущего шага, чтобы пользователь мог решить, какие параметры использовать для следующего шага. Для упрощения использования будут использоваться параметры по умолчанию, если пользователь переходит к следующему шагу без изменения значений. Как и в автоматическом режиме, WASP представляет все сгенерированные визуализации на одной странице после выполнения всех шагов обработки. Меню с левой стороны позволяет пользователям выбирать каждый шаг анализа и пересчитывать анализ с новыми параметрами, начиная с этого шага. Поскольку для многих анализов WASP использует новейшую версию 3.1 пакета Seurat R, его рабочий процесс очень похож на рабочий процесс Seurat. Помимо Seurat, WASP использует пакеты R SingleCellExperiment и scatter, чтобы предоставить пользователям дополнительный анализ и информацию об их наборе данных. Для ученых без определенного уровня знаний в программировании на R использование трех упомянутых пакетов было бы затруднительным, особенно если бы они хотели объединить результаты нескольких пакетов для улучшения результатов своего анализа.
Веб-интерфейс R Shiny на основе графического интерфейса пользователя WASP предлагает пользователям простой в использовании инструмент для выполнения анализа scRNA-seq после обработки (рис. 4).
Примеры анализа постобработки WASP. 2D-график UMAP сгруппированных ячеек с подробной информацией о выбранной ячейке. b После запуска веб-приложения Shiny в ручном режиме пользователи должны выбрать пороговое значение, определяющее, ниже какого числа счетчиков UMI ячейка отбрасывается. c Изогнутая диаграмма, показывающая стандартное отклонение каждого главного компонента и рассчитанное рекомендуемое отсечение (красная точка и стрелка) для использования в следующих анализах. Пользователи могут выбирать пользовательские значения для разрешения кластеризации и количества основных компонентов, используемых для следующих шагов анализа
Полноразмерное изображение
Этапы анализа охватывают типичный рабочий процесс scRNA-seq, начиная с контроля качества для удаления низкокачественных клеток из данных, т.
е. клетки с очень низким количеством UMI или обнаруженных генов (рис. 4а). Чтобы учесть технический шум и сосредоточиться на биологической изменчивости, данные нормализуются, масштабируются, а гены с высокой изменчивостью используются для уменьшения размерности набора данных с помощью анализа главных компонентов. Во время ручного рабочего процесса пользователь должен решить, сколько рассчитанных компонентов будет использоваться в следующих анализах. Этот шаг важен, так как выбор слишком низкого значения может негативно повлиять на результаты и привести к потере важных данных для последующей кластеризации. Однако в некоторых случаях слишком большое значение также может привести к увеличению шума в данных. В этом решении пользователю помогают несколько графиков, в первую очередь так называемый локтевой график Сёра, который показывает стандартное отклонение каждой главной компоненты. В дополнение к Seurat, пороговое значение рассчитывается в WASP путем подгонки линии к кривой графика локтя, соединяющей точки с самым высоким и самым низким стандартным отклонением, определения перпендикулярной линии для каждой точки к соединительной линии и выбора точки, наиболее удаленной от соединительной линии.
. Это отсечение определяется, чтобы рекомендовать, сколько измерений следует включить в следующий анализ (рис. 4b). Этот расчет также используется для выбора отсечки во время автоматического рабочего процесса. На основе выбранного значения ячейки группируются в соответствии с алгоритмом кластеризации на основе графа Сера. Сгруппированные клетки показаны с использованием множества сложных визуализаций, включая t-SNE (рис. 4c) и UMAP. В качестве дополнительной функции WASP объединяет информацию о кластеризации с данными о размере ячейки. Наконец, идентифицируют гены, которые по-разному экспрессируются между кластерами. Во время ручного рабочего процесса пользователи могут выбирать пользовательские p — и log 2 foldchange-values для этого анализа. WASP включает в себя множество визуализаций, таких как t-SNE, UMAP, графики скрипки, гребневые графики, точечные графики и тепловые карты, что позволяет пользователям динамически проверять уровни экспрессии генов между кластерами.
Пользователям просто нужно ввести название интересующего гена, чтобы рассчитать графики, показывающие его экспрессию среди различных кластеров. Кроме того, WASP предоставляет интерактивную таблицу, содержащую все гены, идентифицированные как дифференциально экспрессируемые, в кластере с соответствующими p -values и log 2 foldchange-values, позволяя пользователям также искать гены по имени. На последней странице пользователям предоставляются все сгенерированные визуализации, включая возможность их загрузки вместе с рассчитанной таблицей нормализации, списком маркерных генов для каждого кластера и сводной таблицей, содержащей используемые параметры для поддержки воспроизводимых анализов.
Успешная обработка наборов данных ddSEQ и 10x геномики
Чтобы оценить производительность WASP, мы выполнили тестовый прогон с набором данных на основе ddSEQ примерно из 283 миллионов считываний, разделенных на три образца (ddSEQ5, ddSEQ6, ddSEQ7), происходящих из Mus musculus кл.
Необработанные данные доступны в репозитории NCBI Short Read Archive (SRA) под регистрационным номером SRA SRP149565. Для обработки мы предоставили 12 процессорных ядер типа Intel Xeon E5–4650 с тактовой частотой 2,70 ГГц каждое. Отслеживаемое пиковое использование памяти составило 28 ГБ ОЗУ, а общее время обработки составило примерно 3,5 часа для ранее упомянутых шагов FastQC, сопоставления, извлечения признаков и подсчета UMI. Впоследствии результаты были обработаны с использованием приложения WASP для предварительной обработки Shiny, чтобы выбрать количество клеток, которые будут использоваться для создания матрицы экспрессии генов. Используя этот метод, WASP автоматически выбрала 346, 399 и 176 действительных штрих-кодов для ddSEQ5, ddSEQ6 и ddSEQ7 соответственно. Мы объединили эти ячейки для дальнейшей оценки приложения постобработки.
Затем полученная матрица экспрессии генов была проанализирована с помощью модуля постобработки WASP. Этот тестовый запуск был выполнен с автономной версией приложения Shiny для Windows на ноутбуке с 8 ГБ ОЗУ и 2 ядрами ЦП (Intel Core i5-4510H), работающими на частоте 2,90 ГГц каждое.
Общее время обработки данных для всех 935 клеток от первоначального импорта матрицы экспрессии генов до получения результатов кластера, включая визуализации, такие как t-SNE и UMAP, и таблицы дифференциально экспрессируемых генов, составило менее 3 минут. Результаты этого анализа подробно обсуждаются в Vazquez-Armendariz et al., EMBO J. 2020 [19].].
Мы также провели второй тест, чтобы оценить производительность WASP для наборов данных 10x Genomics. Чтобы проверить недавно реализованную предварительную обработку данных одной клетки со штрих-кодом 10x, мы использовали общедоступный набор данных примерно из 132 миллионов считываний, объединенных из двух циклов секвенирования, происходящих из клеток мозга личинок Ciona robusta . Набор необработанных данных доступен под регистрационным номером SRA SRX48. При использовании того же оборудования, что и упомянутое выше в тесте ddSeq, общая продолжительность предварительной обработки составила примерно 2 часа, а пиковое использование памяти составило 5,3 ГБ ОЗУ.
После запуска приложение WASP Shiny обнаружило 2816 действительных штрих-кодов. Во втором тесте мы проверили производительность WASP на внешне сгенерированной матрице выражений на основе протокола 10x. Для этого теста мы использовали матрицу экспрессии генов, содержащую 2700 мононуклеарных клеток периферической крови. Этот набор данных общедоступен по адресу: https://support.10xgenomics.com/single-cell-gene-expression/datasets/1.1.0/pbmc3k. Для этого теста мы использовали ту же настройку, что и упомянутая выше, с автономной версией Windows. Общее время обработки составило 6 минут, что заняло больше времени, чем набор данных ddSEQ, поскольку набор данных 10x примерно в 2,8 раза больше, чем набор тестовых данных ddSEQ. После анализа мы сравнили результаты с примерным анализом того же набора данных на домашней странице Seurat. WASP удалось идентифицировать кластеры аналогичного состава с соответствующими маркерными генами.
Выводы
Секвенирование РНК одиночной клетки все еще остается новой технологией, спустя десять лет после ее разработки.
По сравнению с традиционной групповой секвенированием РНК это дает беспрецедентный взгляд на клеточную гетерогенность и позволяет исследователям анализировать индивидуальные профили экспрессии генов каждой клетки в образце по отдельности. Эти возможности привели к широкой области применения и множеству технологических модификаций. В последние годы scRNA-seq объединили с технологией Drop-Seq, чтобы значительно увеличить пропускную способность клеток при существенном снижении стоимости. За эти улучшения приходится платить более сложным анализом, требующим соответствующих программных решений. Однако недавнее исследование [20] четко выявило недостаток свободно доступных инструментов, поддерживающих анализ данных scRNA-Seq. С WASP мы предоставляем комплексное и удобное программное решение с открытым исходным кодом, позволяющее ученым обрабатывать и интерпретировать свои наборы данных scRNA-Seq, полученные с помощью протокола ddSEQ и 10x. Насколько нам известно, в настоящее время это единственный некоммерческий пакет программного обеспечения, способный выполнять комбинированную предварительную и последующую обработку данных scRNA-seq на основе ddSEQ.
Благодаря разделению на два модуля приложение для постобработки можно применять и к данным scRNA-seq из других протоколов. Одним из основных приоритетов при разработке WASP было максимальное упрощение его использования и минимизация усилий по установке и обслуживанию. Таким образом, WASP предлагается как простой в использовании контейнер Docker, он использует стандартизированную среду Conda, а модуль постобработки может выполняться как отдельное приложение Windows. WASP может использоваться локально и не требует загрузки потенциально конфиденциальных данных на внешний сервер. Благодаря удобному графическому веб-интерфейсу и режиму автоматического анализа он позволяет ученым-экспериментаторам быстро ознакомиться со своими данными. Кроме того, параметры можно настроить в ручном режиме постобработки, чтобы оптимизировать анализ для опытных пользователей. Наконец, WASP создает готовые к публикации визуализации и таблицы данных, что позволяет проводить воспроизводимый анализ экспериментов с отдельными клетками.
Планируется дальнейшее расширение WASP дополнительными функциями анализа и модулями обработки для удовлетворения будущих потребностей. Например, предварительная обработка 10-кратных данных может быть улучшена за счет оптимизированного обнаружения ошибок штрих-кода, чтобы увеличить количество штрих-кодов, отделенных от фонового шума. Кроме того, планируется интеграция дополнительных платформ анализа отдельных клеток, таких как BD Rhapsody, и благодаря модульной конструкции WASP такие расширения легко возможны.
Наличие и требования
Название проекта: WASP — веб-платформа для анализа РНК-Seq отдельных клеток
Домашняя страница проекта: http://www.computational.bio/software/wasp
Репозиторий: https://github.com/andreashoek/wasp
Операционная(ые) система(ы): Предварительная обработка: Linux; Постобработка: Windows, Linux, MacOS
Язык программирования: R, Python/Snakemake
Прочие требования: Предварительная обработка: Linux, Docker или Conda, > 28 ГБ ОЗУ; Постобработка: веб-браузер (например, Mozilla Firefox или Google Chrome), автономная версия для Windows, Docker для Linux или MacOS.![]()
Доступность данных и материалов
Наборы данных ddSeq и 10x, используемые для оценки предварительной и последующей обработки, доступны в репозитории NCBI Short Read Archive под регистрационным номером SRA SRP149.565 (ddSeq) и SRX48 (10x). Используемые эталонные геномы и аннотации доступны в базе данных UCSC под версией mm10 (ddSeq) и в базе данных сборки NCBI под номером доступа RefSeq GCF_000224145.3 (10x). Матрица экспрессии генов 10x, используемая для тестирования постобработки наборов данных, созданных извне, доступна по адресу https://support.10xgenomics.com/single-cell-gene-expression/datasets/1.1.0/pbmc3k
Сокращения
- Графический интерфейс:
Графический интерфейс пользователя
- МДС:
Многомерное масштабирование
- PCA:
Анализ главных компонентов
- scRNA-Seq:
Секвенирование РНК одиночной клетки
- СРА:
Краткий архив для чтения
- т-СНЭ:
Встраивание t-распределенного стохастического соседа
- УМАП:
Аппроксимация и проекция равномерного коллектора
- UMI:
Уникальный молекулярный идентификатор
- WASP:
Платформа одноклеточной РНК-Seq, доступная через Интернет
Ссылки
- «>
Tang F, Barbacioru C, Wang Y, Nordman E, Lee C, Xu N, Wang X, Bodeau J, Tuch B, Siddiqui A, Lao K, Surani M. Целый транскриптом mRNA-Seq анализ одной клетки. Нат Методы. 2009; 6: 377–82.
КАС Статья пабмед Google ученый
Tang X, Huang Y, Lei J, Luo H, Zhu X. Секвенирование отдельных клеток: новые разработки и медицинские приложения. Клетка Биоски. 2019;9(1):53.
Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый
Ангерер П., Саймон Л., Тритчлер С., Вольф Ф., Фишер Д., Тайс Ф. Отдельные клетки создают большие данные: новые задачи и возможности в транскриптомике. Curr Opin Syst Biol. 2017; 4:85–91.
Артикул Google ученый
Ван Дер Маатен Л., Хинтон Г. Визуализация данных с использованием t-SNE. Дж. Мах Узнать Рез.
2008; 9: 2579–605.Google ученый
Макиннес Л. и Хили Дж. UMAP: аппроксимация и проекция равномерного многообразия для уменьшения размерности. Препринт 2018 г. на https://arxiv.org/abs/1802.03426.
Google ученый
Gardeux V, David FPA, Shajkofci A, Schwalie PC, Deplancke B. ASAP: веб-платформа для анализа и интерактивной визуализации данных секвенирования РНК отдельных клеток. Биоинформатика. 2017;33(19): 3123–5.
КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google ученый
Zhu X, Wolfgruber TK, Tasato A, Arisdakessian C, Garmire DG, Garmire LX. Granatum: графический конвейер анализа одноклеточной РНК-Seq для ученых-геномиков. Геном Мед. 2017;9:108.
Франзен О, Бьёркегрен JLM. alona: веб-сервер для анализа последовательностей РНК отдельных клеток.
Биоинформатика. 2020;36(12):3910–2.Романьоли Д., Боккалини Г., Бонечи М., Биаджиони С., Фассан П., Берторелли Р., Де Санктис В., Ди Лео А., Мильяччо И., Малорни Л., Бенелли М. ddSeeker: Инструмент для обработки одноклеточной РНК Bio-Rad ddSEQ- данные последовательности. Геномика BMC. 2018;19:960.
Парех С., Зигенхайн С., Вит Б., Энард В., Хеллманн И. zUMIs — быстрый и гибкий конвейер для обработки данных секвенирования РНК с помощью UMI. ГигаНаука. 2018;7(6):giy059.
Вольф А.Ф., Ангерер П., Тайс Ф.Дж. SCANPY: крупномасштабный анализ данных экспрессии генов в одиночных клетках. Геномная биология. 2018;19(1):15.
Чжан И, Ким М.С., Рейхенбергер Э.Р., Стир Б., Тейлор Д.М. Scedar: масштабируемый пакет Python для исследовательского анализа данных одноклеточной РНК-секвенции. PLoS Comput Biol. 2020;16(4):e1007794.
- «>
Mccarthy DJ, Campbell KR, Lun ATL, Wills QF. Scatter: предварительная обработка, контроль качества, нормализация и визуализация данных одноклеточной РНК-секвенции в R. Bioinformatics. 2017;33(8):1179–86.
КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый
Батлер А., Хоффман П., Смиберт П., Папалекси Э., Сатия Р. Интеграция транскриптомных данных отдельных клеток в различных условиях, технологиях и видах. Нац биотехнолог. 2018;36(5):411–20.
КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google ученый
Кестер Дж., Рахманн С. Snakemake — масштабируемый механизм биоинформатического рабочего процесса. Биоинформатика. 2012;28(19):2520–2.
Артикул пабмед Google ученый
Добин А., Дэвис К.А., Шлезингер Ф., Дренков Дж., Залески К.
, Джха С., Батут П., Чейссон М., Гингерас Т.Р. STAR: Сверхбыстрый универсальный выравниватель RNA-seq. Биоинформатика. 2013;29(1):15–21.КАС Статья пабмед Google ученый
Liao Y, Smyth GK, Shi W. FeatureCounts: эффективная программа общего назначения для сопоставления считываний последовательностей с геномными признаками. Биоинформатика. 2014;30(7):923–30.
КАС Статья пабмед Google ученый
Смит Т., Хегер А., Садбери И. Инструменты UMI: моделирование ошибок секвенирования в уникальных молекулярных идентификаторах для повышения точности количественного определения. Геном Res. 2017;27(3):491–9.
КАС Статья пабмед ПабМед Центральный Google ученый
Васкес-Армендарис А.И., Хайнер М., Эль Ага Э., Салвиг И., Хук А.
, Хесслер М.С., Шалашова И., Шреста А., Карраро Г., Менгель Дж.П., Гюнтер А., Морти Р.Е., Вадас И., Швеммле М., Куммер W, Hain T, Goesmann A, Bellusci S, Seeger W, Braun T, Herold S. Многолинейные мышиные стволовые клетки генерируют сложные органоиды для моделирования развития и заболевания дистальных отделов легких. EMBO J. 2020; 39:e103476.Eisenstein M. Поставщики программного обеспечения для анализа секвенирования РНК отдельных клеток изо всех сил пытаются предложить решения. Нац биотехнолог. 2020;38(3):254–7.
КАС Статья пабмед Google ученый
Скачать ссылки
Благодарности
Авторы хотели бы поблагодарить Патрика Блюменкампа, Рафаэля Мюллера и Йохена Блома за их полезные советы и конструктивные отзывы во время разработки программного обеспечения и подготовки рукописи. Ранее WASP был представлен в виде плаката на ISMB 2019..
Финансирование
Это исследование было поддержано Немецким исследовательским фондом (DFG KFO 309 P2/P5/P6/P7/P8/Z01, SFB1021 Z02, SFB-TR84 B/08) и грантом BMBF FKZ 031A533 для центра BiGi внутри де.
сети НБИ. Финансирование открытого доступа разрешено и организовано Projekt DEAL.
Информация об авторе
Авторы и организации
Биоинформатика и системная биология, Гиссенский университет им. Юстуса Либиха, 35392, Гиссен, Германия
Андреас Хук, Катарина Майбах, Эбру Озменн Гоесман и Александр
Алгоритмическая биоинформатика, Гиссенский университет имени Юстуса Либиха, 35392, Гиссен, Германия
Катарина Майбах
Кафедра внутренних болезней II и Кардиопульмонологический институт (CPI), Университеты Гиссена и Марбурга , член Немецкого центра исследований легких (DZL) и Института здоровья легких (ILH), 35392, Гиссен, Германия
Ана Ивонн Васкес-Армендарис и Сюзанна Герольд
Институт медицинской микробиологии, Университет им. Юстуса Либиха в Гиссене, 35392, Гиссен, Германия
Ян Филипп Менгель и Торстен Хайн
Центр исследований инфекций (DZIF), Гиссенский университет им.
Юстуса Либиха, партнерский сайт Гиссен-Марбург-Ланген , 35392, Гиссен, ГерманияTorsten Hain & Alexander Goesmann
Авторы
- Andreas Hoek
Просмотр публикаций автора
Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Академия
- Katharina Maibach
Посмотреть публикации автора
Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar
- Эбру Озмен
Просмотр публикаций автора
Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar
- Ana Ivonne Vazquez-Armendariz
Просмотр публикаций автора
Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Академия
- Ян Филипп Менгель
Посмотреть публикации автора
Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar
- Torsten Hain
Просмотр публикаций автора
Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar
- Susanne Herold
Просмотр публикаций автора
Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar
- Alexander Goesmann
Посмотреть публикации автора
Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar
Вклады
AH, KM и EÖ разработали, внедрили и протестировали программное обеспечение, KM и EÖ внесли свой вклад в руководство пользователя.
AH и AG задумали и разработали программное обеспечение, AIV, JPM, SH и TH подтвердили результаты программного обеспечения. AIV, JPM, TH, SH и AG внесли ценный вклад в спецификацию требований к программному обеспечению. AIV, JPM, TH и SH участвовали в сборе и генерации набора данных scRNA-seq. AH написал рукопись, AG, SH и TH существенно переработали рукопись. Все авторы прочитали и одобрили рукопись.
Информация об авторах
Не применимо.
Автор, ответственный за переписку
Андреас Хук.
Декларация этики
Утверждение этики
Не применимо.
Согласие на публикацию
Неприменимо.
Конкурирующие интересы
Авторы заявляют об отсутствии конкурирующих интересов.
Дополнительная информация
Примечание издателя
Springer Nature остается нейтральной в отношении юрисдикционных претензий в опубликованных картах и институциональной принадлежности.
Дополнительная информация
Дополнительный файл 1: Рисунок S1.
Схематический обзор структуры каталогов, необходимой для рабочего процесса предварительной обработки WASP. Структуру можно получить из репозитория git. Пользователям нужно только предоставить файл FASTA эталонного генома и файл GTF с аннотацией эталонного генома в каталоге Reference, а также необработанные файлы чтения FASTQ в каталоге Samples.
Дополнительный файл 2: рисунок S2.Скриншот файла summary.csv. Здесь отображаются используемые параметры во время постобработки WASP, что позволяет выполнять воспроизводимый анализ.
Права и разрешения
Открытый доступ Эта статья находится под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 International License, которая разрешает использование, совместное использование, адаптацию, распространение и воспроизведение на любом носителе или в любом формате при условии, что вы укажете авторство оригинальный автор(ы) и источник, предоставьте ссылку на лицензию Creative Commons и укажите, были ли внесены изменения.
Изображения или другие сторонние материалы в этой статье включены в лицензию Creative Commons на статью, если иное не указано в кредитной строке материала. Если материал не включен в лицензию Creative Commons статьи, а ваше предполагаемое использование не разрешено законом или выходит за рамки разрешенного использования, вам необходимо получить разрешение непосредственно от правообладателя. Чтобы просмотреть копию этой лицензии, посетите http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/. Отказ Creative Commons от права на общественное достояние (http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/) применяется к данным, представленным в этой статье, если иное не указано в кредитной линии данных.
Перепечатки и разрешения
Об этой статье
WASP® — Copan Italia — Каталоги в формате PDF
Добавить в избранное
{{requestButtons}}
Выдержки из каталога
Устройство для обработки образцов на ходу Автоматическое устройство для обработки образцов Gram SlidePrep™ Gram SlidePrep™ подготавливает предметное стекло по Граму, включая перманентную струйную маркировку предметного стекла и высушивает его.
Инокуляция бульона для обогащения Полностью автоматизированная инокуляция бульона для обогащения включает маркировку пробирки. Предварительная маркировка вручную не требуется Автоматическая смена петли ™ Автоматическая станция смены петли и инструмента™ означает более длительное время простоя и меньшее вмешательство пользователя. Дополнительная боковая маркировка Боковая маркировка среды в чашках позволяет беспрепятственно видеть изменения гемолиза и цвета среды. Диспенсеры для дисков с антибиотиками, бумажные диски с антибиотиками на тарелках. Универсальные варианты протоколов повышают качество культуры, чувствительность и экономическую эффективность: классическое посевное исследование нескольких пациентов на чашку переменная загрузка петли WASPLab™, предназначенная для работы с засеянными чашками, инкубации и считывания чашек. WASLab также позволит автоматизировать этапы подготовки образцов для тестов ID и AST, включая обнаружение мишеней MALDI-TOF. WASPLab поставляется с WASPLab CENTRAL, ИТ-решением Copan для управления модулями ®, а также с другими инструментами сторонних производителей.
Переосмысление будущего преаналитики и автоматизированной обработки образцов в микробиологии Совместные инновации Copan Italia, S.p.A. Via F. Perotti 10, Brescia 25125, Италия Тел.: +39030 268 7211 Факс: +39 030 268 7250 Эл. ® является единственным инструментом, который охватывает все аспекты автоматизированной обработки микробиологических образцов: посев и штрихование, подготовка грамм-препаратов и инокуляция питательной среды, и это лишь некоторые из них. В то время как конкурирующие продукты управляют только аспектами посадки и штриховки, Copan понимает, что это только одна часть подготовки образца. Copan продолжает добиваться инновационных успехов в области микробиологии и разработала WASP® как открытую платформу, модульный инструмент для беспрепятственного добавления новых функций и…
Все каталоги и технические брошюры Copan Italia
Transystem
12 страниц
CyMol
16 страниц
UTM
2 страницы
Тампон FLOQSwab
14 страниц
Фекальный тампон
4 страницы
Генетика 4N6FLOQSwabs™
10 страниц
тампоны FLOQSwabs без hDNA
2 страницы
4N6FLOQSwabs™ с места преступления
7 страниц
НаоБаскет
10 страниц
Распорки петель
10 страниц
Петли и расширители
4 страницы
Пипетки
6 страниц
Пипетки
3 страницы
PNR
3 страницы
СБОР И ХРАНЕНИЕ ОБРАЗЦОВ MSwab™
4 страницы
UriStraw™ ТРАНСПОРТ И ХРАНЕНИЕ МОЧИ
4 страницы
Автоматизация обработки карт 200™ (CPA200™)
2 страницы
Автоматизация обработки карт 300™ (CPA300™)
1 страниц
WASPLab™
8 страниц
КРИОБАНК
2 страницы
Шаблоны для отбора проб Распределители
1 страницы
Инокуляционные петли, иглы и шпатели
10 страниц
Ковш
2 страницы
ESwab
3 страницы
Venturi Transystem
8 страниц
LBM
2 страницы
A2B TRANSPOCULT
1 страниц
4N6
10 страниц
LBM БУЛЬОНЫ
4 страницы
SRK
1 стр.

SLsolution: раствор для разжижения мокроты
2 страницы
Maldi-Trace
2 страницы
A2B
1 страниц
SRK
8 страниц
Пипетка
6 страниц
Сухие тампоны
12 страниц
Петли
10 страниц
БРОШЮРЫ О ПРОДУКЦИИ
16 страниц
Архивные каталоги
ВАСПлаб?
2 страницы
Сравнить
Удалить все
Сравнить до 10 продуктов
Белковая сеть WASP–WAVE: соединение мембраны с цитоскелетом
Скачать PDF
- Опубликовано:
- Тадаоми Такэнава 1 и
- Сиро Суэцугу 1,2
Nature Reviews Молекулярно-клеточная биология том 8 , страницы 37–48 (2007 г.)Процитировать эту статью
11 тыс. обращений
681 Цитаты
6 Альтметрический
Детали показателей
Ключевые точки
Белок синдрома Вискотта-Олдрича (WASP) и белки семейства белков, гомологичных верпролину (WAVE), активируют комплекс ARP2/3, способствуя реорганизации актинового цитоскелета.

N-концевой домен белков WASP и WAVE способствует стабильным межбелковым взаимодействиям, способствуя тем самым формированию белкового комплекса.
Внутримолекулярное взаимодействие подавляет способность WASP и нейронных (N-)WASP активировать комплекс ARP2/3. Роль внутримолекулярных или межмолекулярных взаимодействий в регуляции белков WAVE до сих пор неясна.
Фосфатидилинозитолфосфаты связываются с белками WASP и WAVE и способствуют локализации этих белков, а также регулируют их способность активировать комплекс ARP2/3.
Многие белки с доменами Src-homology-3 (Sh4) связываются с богатой пролином областью белков WASP и WAVE и усиливают активацию ARP2/3 WASP и WAVE.
Большинство белков с доменами Sh4 являются адаптерами, которые связывают белки WASP и WAVE с другими белками или клеточной мембраной.

Домены Bin, амфифизина, Rvs167 (BAR) и расширенной гомологии Fer-CIP4 (EFC) являются мембраносвязывающими и мембранодеформирующими доменами. Большинство белков, содержащих BAR- или EFC-домен, имеют домены Sh4, которые связываются с N-WASP и участвуют в эндоцитозе.
Связывающий Rac (RCB, также известный как домен IRSp53-Mim-homology (IMD)) домена IRSp53 имеет структурное сходство с доменом BAR и связывается с мембраной. IRSp53 связывается с WAVE2 для образования ламеллиподия.
WASP и N-WASP участвуют в изменениях формы клеток, которые происходят внутри (эндоцитоз) и снаружи (филоподии и подосомы). Белки WAVE участвуют только во внешних (ламеллоподиальных) изменениях формы клеток.
Деформация мембраны может сочетаться с изменениями цитоскелета, опосредованными WASP и WAVE.

Abstract
Белок синдрома Вискотта-Олдрича (WASP) и белки семейства белков, гомологичных верпролину (WAVE), представляют собой каркасы, которые связывают восходящие сигналы с активацией комплекса ARP2/3, что приводит к всплеску полимеризации актина. Опосредованная ARP2/3-комплексом полимеризация актина имеет решающее значение для реорганизации актинового цитоскелета в клеточном кортексе для таких процессов, как клеточное движение, везикулярный перенос и инфицирование патогенами. Недавно было обнаружено, что большие семейства мембраносвязывающих белков взаимодействуют с белками семейств WASP и WAVE, тем самым обеспечивая новый уровень мембранозависимой регуляции полимеризации актина.
Main
Синдром Вискотта-Олдрича (WAS) является Х-сцепленным рецессивным заболеванием, которое было описано как клиническая триада иммунодефицита, тромбоцитопении и экземы. Без агрессивного лечения, такого как трансплантация костного мозга, большинство пациентов умирают к 10 годам из-за рецидивирующих инфекций, кровотечений или аутоиммунных заболеваний 1,2,3,4 .
WASP первоначально был идентифицирован как причинный ген WAS 5 . Выражение WASP ограничен гемопоэтическими клетками, а гемопоэтические клетки пациентов с WAS имеют аномально гладкую клеточную поверхность. Это открытие указывает на то, что WASP связан с цитоскелетом, поскольку считается, что клеточная мембрана поддерживается внутриклеточным цитоскелетом. Нервный (N-)WASP был идентифицирован позже благодаря его взаимодействию с белком-2, связанным с рецептором фактора роста (GRB2; также известным как Ash), адапторным белком, который функционирует ниже уровня рецептор-тирозинкиназ 6 . Хотя N-WASP был назван нейральным WASP из-за его обилия в нервной ткани, он локализован в нескольких других типах тканей.
Белки WASP и N-WASP обладают общими доменами, такими как С-концевой домен гомологии верпролина (V; также известный как домен гомологии WASP-2 (Wh3)), домен гомологии кофилина (также известный как центральный домен (C)) и кислотный домен (A).
В совокупности эти три домена образуют область VCA. Область VCA связывается с мономером актина и комплексом ARP2/3, что приводит к всплеску полимеризации актина за счет активации комплекса ARP2/3, который обеспечивает зародышеобразование полимеризации актина 7,8 . Белок-1, гомологичный верпролину семейства WASP (WAVE1), был идентифицирован при скрининге белков с последовательностью, гомологичной области VCA 9 . Белок WAVE был также идентифицирован как супрессор мутантного рецептора циклического AMP (cAR) в Dictyostelium и был назван SCAR 10 . Скрининг библиотеки тегов последовательности экспрессии (EST) привел к идентификации WAVE2 и WAVE3 (Ref. 11). У млекопитающих WAVE2 экспрессируется повсеместно. Напротив, WAVE1 и WAVE3 сосредоточены в головном мозге, но также локализованы по всему телу у млекопитающих. Семейство млекопитающих WASP и WAVE включает пять членов: WASP, N-WASP, WAVE1, WAVE2 и WAVE3 (Ref. 8).
Почкующиеся дрожжи содержат Las17, гомолог WASP и N-WASP 12 .
Кажется, что дрожжам не хватает белков WAVE; однако белки WAVE присутствуют в Dictyostelium , указывая на то, что WAVE необходим для многоклеточных организмов, в которых клетки должны мигрировать для морфогенеза и изменять свою форму, чтобы адаптироваться к изменяющимся условиям.
Недавно было идентифицировано несколько новых факторов, которые взаимодействуют с белками семейства WASP и WAVE (дополнительная информация S1 (таблица)). Эти факторы связываются с белками WASP и WAVE и регулируют их взаимодействие с комплексом ARP2/3. Здесь мы обсудим, как белки WASP и WAVE регулируются через этих партнеров по связыванию, которые модулируют межмолекулярные или внутримолекулярные взаимодействия белков WASP и WAVE. Мы также сосредоточимся на членах семейства белков, которые могут деформировать мембраны в узкие канальцы 9.0694 in vitro и in vivo . Эти белки, деформирующие мембрану, содержат домен Bin, амфифизин, Rvs167 (BAR), домен расширенной гомологии Fer-CIP4 (EFC) (также известный как домен FCH-BAR (F-BAR)) или домен Rac-связывания (RCB).
) домен (также известный как домен гомологии IRSp53-Mim (IMD)). Большинство этих белков имеют домены Src-homology-3 (Sh4), которые взаимодействуют с белками WASP и WAVE. Мы предполагаем, что белки WASP и WAVE и эти белки, деформирующие мембрану, регулируют форму клетки посредством воздействия как на полимеризацию актина, так и на клеточную мембрану в нескольких биологических процессах.
Белки WASP и WAVE в настоящее время признаны каркасными белками, которые преобразуют сигналы от белок-белковых и белок-мембранных взаимодействий в полимеризацию актина. Белки WASP и WAVE индуцируют полимеризацию актина во время нескольких биологических функций, таких как образование филоподий и ламеллиподий при миграции клеток (вставка 1), перенос мембран, образование подосом и инвадоподий, клеточная адгезия, инфицирование патогенами (вставка 2), удлинение нейритов и шипов формирование (вставка 3).
WASP активируют комплекс ARP2/3
У млекопитающих каждый из пяти белков WASP и WAVE состоит примерно из 500 аминокислот и имеет сходную архитектуру доменов 8 (рис.
1).
Нервный белок синдрома Вискотта-Олдрича (N-WASP) и белок-2, гомологичный верпролину семейства WASP (WAVE2), являются повсеместно распространенными изоформами семейств WASP и WAVE, соответственно. Показана функция каждого домена. N-WASP имеет N-концевой домен WASP-гомологии-1 (Wh2; также известный как Ena-VASP-гомология-1 (EVh2)) с белком, взаимодействующим с WASP (WIP), кортикостероидом и региональной экспрессией-16 (CR16) или WIP- и CR16-гомологичный белок (WICH; также известный как WIP-родственный (WIRE)) может связываться с . WAVE2 имеет N-концевой домен гомологии WAVE (также известный как SCAR) (WHD/SHD), который опосредует образование белкового комплекса с HSPC300, белком, взаимодействующим с Абельсоном (ABI), NAP1 и SRA1 (или близкородственным PIR121). Основная область (B) является общей для N-WASP и WAVE2, а также фосфоинозитидов (в частности, PtdIns(4,5)P 2 или PtdIns(3,4,5)P 3 ) связываются с основной областью.
Это взаимодействие важно для локализации белка или активации комплекса ARP2/3. N-WASP содержит область интерактивного связывания CDC42/Rac (CRIB) для связывания CDC42. WAVE2 связывается с Rac через SRA1/PIR121 в комплексе WAVE2 и через IRSp53, который связывается с богатой пролином (Pro-богатой) областью WAVE2. N-WASP, WAVE2 и другие белки семейства WASP и WAVE имеют богатую пролином область для связывания с белками, содержащими домен Src-гомологии-3 (Sh4), и профилином. Связывание белков, содержащих домен Sh4, с N-WASP или WAVE2 способствует оптимизации активации ARP2/3. Адаптерный белок Nck также связывается с NAP1. С-концевая область известна как домен гомологии верпролина (V), домен гомологии кофилина (C) и кислый домен (A). Мономер актина (G-актин) связывается с доменом V, тогда как комплекс ARP2/3 связывается с доменом СА. Одновременное связывание G-актина и комплекса ARP2/3 с областью VCA способствует активации опосредованной комплексом ARP2/3 полимеризации актина.
Полноразмерное изображение
Область VCA .
С-концевая область VCA образует амфипатическую спираль 13 и взаимодействует с двумя белками. Домен V связывается с мономером актина, а домен СА связывается с комплексом ARP2/3. Полимеризация актина инициируется сборкой трех актиновых мономеров; комплекс ARP2/3 имеет две родственные актину молекулы, поэтому связывание другого мономера актина имитирует сборку трех мономеров актина. Область VCA функционирует как платформа, на которой мономер актина связывается с комплексом ARP2/3, чтобы инициировать полимеризацию актина 14,15,16,17,18,19,20,21 (рис. 1).
Хотя область VCA сама по себе может активировать комплекс ARP2/3, полноразмерные WASP и N-WASP с частичной делецией кислотной или основной области показывают более высокую активацию ARP2/3, чем только VCA. Это указывает на то, что другие области этих белков также вносят вклад в активацию ARP2/3 22,23,24,25 .
Домен Wh2 связывается с семейством WIP . N-концевые области WASP отличаются от таковых в WAVE.
WASP и N-WASP содержат домен Wh2 (также известный как домен Ena-VASP-homology-1 (EVh2)), за которым следует основная область и домен, связывающий ГТФазу (GBD; также известный как CDC42/Rac- область интерактивного связывания (CRIB) 6,15,26 . Домен Wh2 связывается со специфической богатой пролином последовательностью семейства белков, взаимодействующих с WASP (WIP), которое включает WIP, кортикостероиды и региональную экспрессию-16 (CR16), а также WIP- и CR16-гомологичный белок (WICH; также известный как WIP-related (WIRE)) 27,28,29,30,31 .
WIP, CR16 и WICH/WIRE образуют гетерокомплексы с WASP и N-WASP 29,30,31,32 . Взаимодействие между WASP или N-WASP и белками семейства WIP является стабильным, что указывает на то, что белки WIP могут способствовать поддержанию стабильности белков WASP 33,34 . Считается, что взаимодействие с WIP подавляет активность WASP или N-WASP 35,36,37 ; однако, WIP также функционирует как каркас, который связывает WASP с адапторными белками, такими как CrkL и Nck, и рекрутируется в места энергичной полимеризации актина 38,39,40 .
Домен Wh2 является горячей точкой для мутаций у пациентов с WAS 4 , а мыши с дефицитом WIP имеют дефекты в активации Т-клеток и В-клеток. Т-клетки мышей с нокаутом WIP имеют дефекты актинового цитоскелета, сходные с дефектами Т-клеток мышей с нокаутом WASP. Однако дефекты В-клеток с нокаутом WIP отличаются от дефектов В-клеток с нокаутом по WASP 41,42 . Взятые вместе, эти данные указывают на то, что белки семейства WIP важны для функции WASP, но что WIP может также функционировать независимо от WASP в определенных типах клеток. Физиологическая роль белков семейства WIP остается неясной.
Связывание малых ГТФаз . Белки WASP также взаимодействуют с фосфоинозитидами и малыми ГТФазами. Фосфоинозитиды взаимодействуют с основной областью в WASP и N-WASP 16,43,44 . Считается, что отрицательно заряженные фосфоинозитиды связываются с основной областью посредством электростатических взаимодействий.
Рядом с базовым регионом находится регион CRIB.
Было показано, что область CRIB WASP и N-WASP связывается с CDC42, небольшой GTPase, которая участвует в формировании филоподия и клеточной полярности 15,45,46 . Сверхэкспрессия WASP или N-WASP в культивируемых клетках приводила к увеличению актиновых филаментов в местах локализации WASP или N-WASP 6,15 , тогда как экспрессия доминантно-негативной формы CDC42 снижала количество WASP- или N-WASP. -индуцированные актиновые филаменты 15,45 . Основываясь на этих находках, полагают, что белки WASP функционируют ниже CDC42 (Ref. 46). Другие малые GTPases, родственные CDC42, такие как Tc10, RhoT и Chp, также связываются и активируют N-WASP 47,48,49 .
Автоингибирование и активация WASP . В состоянии покоя WASP и N-WASP сворачиваются за счет внутримолекулярного взаимодействия между C-концевой областью VCA и N-концевой областью (включая область CRIB и окружающие ее области) 16,45,50,51 . Свернутые WASP и N-WASP неактивны, потому что область VCA замаскирована, что препятствует доступу комплекса ARP2/3 к области VCA.
Аутоингибирование высвобождается путем конкурентного связывания других молекул с CRIB или окружающими областями. CDC42 связывается с областью CRIB, освобождая взаимодействие между CRIB и VCA. DAB1 мыши, молекула, которая регулирует формирование коркового слоя в головном мозге, также связывается с областью, близкой к CRIB, и высвобождает аутоингибирование N-WASP 9.0694 in vitro 52 . Основная область N-WASP также способствует аутоингибированию, поскольку мутантный белок N-WASP, в котором отсутствует основная область, обладает более высокой активностью в отношении активации ARP2/3, чем полноразмерный N-WASP 24 . Фосфоинозитиды связываются с основной областью и взаимодействуют с CDC42, индуцируя активацию WASP и N-WASP 16,45,50,51 .
Связывание белков, содержащих домен Sh4, с богатой пролином областью WASP и N-WASP активирует комплекс ARP2/3, но точный механизм этого не ясен 53,54,55,56 . Различная степень активации N-WASP была обнаружена в зависимости от доменов Sh4 из различных белков , 53, .
Домены Sh4 адаптерных белков, таких как Nck, GRB2 и WISH (также известные как DIP и SPIN90), активируют WASP или N-WASP. CDC42 функционирует с GRB2, но не с Nck, при активации N-WASP 43,54 . Было показано, что домен Sh4 TOCA1 активирует комплекс N-WASP-WIP или комплекс N-WASP-CR16 в присутствии активного CDC42 (Ref. 36).
Фосфорилирование WASP и N-WASP семейством тирозинкиназ Src происходит вблизи области CRIB и высвобождает внутримолекулярное взаимодействие 57,58,59 . Это фосфорилирование, по-видимому, усиливается активацией CDC42 (Refs 38, 59). Важно отметить, что фосфорилирование WASP и связывание CDC42 оказывают синергетический эффект на активацию комплекса ARP2/3. Следовательно, активация комплекса ARP2/3 с помощью WASP и N-WASP локально оптимизируется за счет аддитивных эффектов различных типов сигнальных молекул.
Фосфорилированный N-WASP расщепляется посредством протеасом-опосредованного протеолиза 58,60 . Деградация N-WASP влияет на его активность.
Было обнаружено, что молекулярный шаперонный белок теплового шока-90 (HSP90) удлиняет период полужизни N-WASP за счет ингибирования деградации N-WASP 60 . Домен Wh2 WASP связывается с киназным доменом в киназах семейства Src, чтобы отрицательно регулировать активность Src-киназы 61. Следовательно, связывание WIP с WASP может регулировать фосфорилирование WASP путем подавления связывания WASP с киназами семейства Src.
Возможна регулировка кривизной мембраны
Ассоциация с белками, чувствительными к кривизне . При эндоцитозе полимеризация актина, по-видимому, играет важную роль в делении пузырьков и в последующем переносе пузырьков внутрь клетки. Механизм эндоцитоза включает многие белки, связывающиеся с мембраной, и большинство из них связывается с N-WASP, а также с GTPase dynamin 56,62,63,64,65 . Открытие семейства белков синдапина (также известного как паксин) у млекопитающих показало, что N-WASP участвует в везикулярном переносе, особенно в эндоцитозе 66,67,68 .
Эти мембраносвязывающие белки включают белки с доменами BAR и доменами EFC.
Большое количество белков, содержащих домены BAR или EFC, связываются с N-WASP через свои домены Sh4. Эти домены часто встречаются в белках, участвующих в эндоцитозе 56,62,63,64,65,69,70 (рис. 2а, 3 и дополнительная информация S1 (таблица)). Домены BAR и EFC были охарактеризованы как мембраносвязывающие домены 56,62,63,64,65 (рис. 3). Эти домены связываются с фосфатидилсерином и фосфатидилинозитол-4,5-бисфосфатом (PtdIns(4,5)P 2 ), и деформируют искусственные липосомы и клеточные мембраны в канальцы. Деформация мембран доменами BAR и EFC может происходить при формировании эндоцитарных везикул. Альтернативно, эти домены могут просто ощущать кривизну мембраны и рекрутировать WASP и N-WASP. Блокирование полимеризации актина обработкой латрункулином привело к локализации белков, содержащих домен EFC, в трубчатых структурах, что указывает на то, что N-WASP-опосредованная полимеризация актина важна для деления и последующего движения везикул 56,63 .
Белки, которые взаимодействуют с белком синдрома Вискотта-Олдрича млекопитающих (WASP), нервным (N-)WASP и дрожжевым Las17 ( a ), или гомологичным белком-1 верпролина семейства WASP млекопитающих (WAVE1), WAVE2 и WAVE3 ( b ), показаны соединительными линиями в соответствии с их характеристиками. Розовые области включают белки, которые образуют стабильные комплексы с белками семейства WASP и белками семейства WASP-interacting protein (WIP) (9).0576 a ) или белки WAVE, белок, взаимодействующий с Абельсоном (ABI), NAP1, SRA1 (или близкородственный PIR121) и HSPC300 ( b ). Синие области включают белки, участвующие в зарождении полимеризации актина. Бежевые области включают белки, которые имеют домены Src-homology-3 (Sh4) для взаимодействия. Темно-зеленые и светло-зеленые области включают белки, содержащие EFC- и BAR-домен соответственно. Желтая область включает белки, взаимодействующие с динамином.
Светло-розовый кружок указывает на белок, который имеет Rac-связывающий (RCB) домен (также известный как гомология IRSp53-Mim (IMD)). Домены BAR, EFC и RCB/IMD гомологичны друг другу и представляют собой большое семейство белков. Жирным шрифтом обозначены маленькие ГТФазы. Белки, не относящиеся к перечисленным выше категориям, показаны прямым шрифтом. АБЛ, Абельсон; CIB, белок, связывающий кальций и интегрин; CR16, кортикостероид и региональная экспрессия-16; FBP, формин-связывающий белок; GRB2, белок-2, связанный с рецептором фактора роста; PI3K, фосфатидилинозитол-3 киназа; PSTPIP, белок, взаимодействующий с пролином, серином, треонинфосфатазой; PKA, протеинкиназа А; PtdIns, фосфатидилинозитол; srGAP, щелевой-roboGAP; WICH, WIP- и CR16-гомологичный белок (также известный как WIP-родственный (WIRE)); WRP, WAVE-ассоциированный белок RacGAP; Vrp1, верпролин-1.
Изображение полного размера
Рис. 3: Филогенетический анализ WASP- и WAVE-связывающих белков, имеющих домены BAR, EFC или RCB/IMD.
и | Филогенетический анализ BAR-, EFC- или Rac-связывающих (RCB; также известных как IRSp53-Mim-homology (IMD)) белков, содержащих домен, которые, как сообщается, взаимодействуют с белком синдрома Вискотта-Олдрича (WASP) и WASP- семейство верпролин-гомологичных белков (WAVE). Гомологи в Saccharomyces cerevisiae ( Sc ), Schizosaccharomyces pombe ( Sp ), Dictyostelium discoideum ( Dd ), Caenorhabditis elegans ( Ce ), Drosophila melanogaster ( Dm ), and Homo sapiens ( Hs ). Сообщается, что белки на синих, красных или зеленых линиях связываются с белками WASP или нейронными (N-)WASP, WAVE или обоими соответственно. б | Показаны структуры амфифизина с доменом BAR, эндофилина с доменом BAR и IRSp53 с доменом RCB/IMD (верхние изображения показывают поверхностную электростатику, а нижние изображения показывают ленточные диаграммы вторичной структуры). Сплошная линия в структуре BAR-домена указывает, где изогнутая клеточная мембрана, как считается, взаимодействует с BAR-доменом.
Пунктирная линия в структуре RCB/IMD указывает на связывание домена RCB/IMD с мембраной. с | Типичная доменная структура белка, содержащего домен BAR, EFC или RCB/IMD. Домен BAR, EFC или RCB/IMD находится на N-конце, а домен Src-homolgy-3 (Sh4) находится на С-конце белка.
Изображение с полным размером
Белки, содержащие домены BAR и EFC, образуют гомодимеры. Домены Sh4 белков BAR и EFC связываются с dynamin, который участвует в механическом делении мембранных канальцев с образованием везикул 56,63,64,69,71 . Следовательно, N-WASP-индуцированная полимеризация актина может функционировать совместно с dynamin при делении везикул при эндоцитозе, опосредованном BAR- и EFC-доменными белками (Fig. 4).
Рисунок 4: Функциональные модели белков WASP и WAVE при внутренней или внешней деформации мембраны. Белок синдрома Вискотта-Олдрича (WASP) и белок, гомологичный верпролину семейства WASP (WAVE), а также BAR, EFC или Rac-связывающий домен (RCB; также известный как IRSp53-Mim-homology (IMD))-домен- содержащие белки функционируют как функциональные единицы, которые организуют кривизну как мембраны, так и цитоскелета.
При эндоцитозе направление полимеризации актина (то есть направление зазубренного конца) может быть обращено к эндоцитозным пузырькам (9).0576 a ), или к плазматической мембране ( b ). В обоих случаях белки, содержащие BAR- или EFC-домен, рекрутируют как нейральный (N-)WASP, так и динамин, чтобы вызвать деление мембраны. В модели a удлиняющийся конец с зазубринами толкает везикулы для движения везикул, тогда как в модели b удлиняющийся заостренный конец толкает везикулы или удлиняющийся конец с зазубринами к плазматической мембране и тем самым создает силу для деления везикул. Для наружных выпячиваний, таких как ламеллоподии и филоподии, полимеризация актина происходит наружу: зазубренные концы обращены к плазматической мембране (9).0576 c ), и полимеризация, возможно, может быть инициирована белками, содержащими домен RCB/IMD, которые могут рекрутировать WAVE, VASP и другие белки. Если возникает модель b , все еще неясно, как эндоцитоз (b) и выпячивание наружу (c) по-разному регулируются во время полимеризации актина.
Связывающиеся с мембраной домены, такие как BAR, EFC и RCB/IMD, могут ощущать кривизну мембраны, чтобы определять направление реорганизации актинового цитоскелета. Малые ГТФазы и протеинкиназы регулируют активность семейства WASP и WAVE, вызывая полимеризацию актина через комплекс ARP2/3. Src-гомология-3, Sh4.
Изображение в полный размер
Las17, дрожжевой гомолог WASP, был идентифицирован при скрининге мутантов с дефектом эндоцитоза 66,67,68 . Las17 и верпролин-1 (Vrp1) — дрожжевой гомолог WIP — рекрутируются в покрытые клатрином ямки на ранней стадии эндоцитоза с помощью Bzz1 и Rvs167, которые представляют собой белки, содержащие домены EFC и BAR 66,68,72 . Рекрутирование N-WASP или Las17 в покрытые клатрином ямки и участие актинового цитоскелета в эндоцитозе также было показано в клетках млекопитающих 68,73 . Роль WASP и N-WASP в эндоцитозе сохраняется от дрожжей до млекопитающих.
Направление полимеризации актина .
Хотя полимеризация актина необходима для эндоцитоза, направление полимеризации актина — обращен ли зазубренный конец актина к эндоцитозным пузырькам или к плазматической мембране — неясно (Fig. 4a, b). У ламеллоподий и филоподий зазубренные концы направлены к плазматической мембране. Следовательно, полимеризация актина происходит центробежно или наружу в ламеллиподиях и филоподиях 7,74,75 (рис. 4в).
Образование актиновых комет на везикулах с эндоцитарными свойствами наблюдается в культивируемых клетках и в яйцах Xenopus laevis при нескольких условиях 76,77 . N-WASP локализуется в везикулах этих актиновых комет. Следовательно, полимеризация актина, по-видимому, происходит внутри плазматической мембраны; зазубренные концы направлены в сторону везикул, отходящих от плазматической мембраны 77 (рис. 4а). В этой модели полимеризация актина напрямую создает силу для движения везикул.
Существует мутантный штамм дрожжей, у которого актиновые филаменты накапливаются в местах эндоцитоза.
Анализ фотообесцвечивания актина у этого дрожжевого мутанта показал, что полимеризация актина происходит по направлению к плазматической мембране (то есть зазубренные концы обращены к плазматической мембране, а не к пузырькам эндоцитоза). Следовательно, направление полимеризации актина при эндоцитозе, по-видимому, такое же, как и направление полимеризации актина при формировании протрузивного ламеллиподия (рис. 4б, в). В этом случае сила, генерируемая полимеризацией актина, может функционировать для движения везикул или для деления везикул. Для движения везикул полимеризация заостренных концов актиновых филаментов может генерировать прямую силу для кометоподобного движения везикул 68,75 (рис. 4б). Для деления везикул отталкивание плазматической мембраны за счет полимеризации актина может генерировать силу для деления везикул от плазматической мембраны (Fig. 4b). Другие неожиданные функции полимеризации актина еще предстоит рассмотреть.
Другие биологические функции WASP
WASP и N-WASP участвуют в нескольких биологических функциях, которые сопровождаются активацией комплекса ARP2/3.
Эти функции включают образование филоподия, образование подосом, инфекцию патогенами (Box 2) и удлинение нейритов (Box 3).
Формирование филоподия . Считается, что филоподии образуются в результате активации CDC42 или других малых ГТФаз. Поскольку N-WASP активируется CDC42 in vitro 16 , первоначально предполагалось, что N-WASP индуцирует образование филоподия 45 . Было показано, что N-WASP локализуется в определенных типах филоподия 78 ; однако филоподии все еще формируются в N-WASP-дефицитных клетках 79,80 .
Филоподии содержат прямые пучки актиновых филаментов, но N-WASP-индуцированные актиновые филаменты разветвлены, поскольку они индуцируются активацией комплекса ARP2/3 19,20,81 , что указывает на то, что N-WASP сам по себе не индуцирует образование филоподий. N-WASP-связывающие белки, которые индуцируют связывание актиновых филаментов, еще не обнаружены, и до сих пор неясно, как N-WASP генерирует связанные актиновые филаменты.
Филоподии могут образовываться независимо от комплекса ARP2/3 и белков семейства WASP; напр., образование определенных типов филоподия происходит независимо от ARP2/3 и WAVE2 (Ref. 82). Формины, которые также опосредуют нуклеацию актина, индуцируют образование прямых актиновых филаментов и, как полагают, участвуют в формировании филоподия 83 . Следовательно, активация ARP2/3 и др. механизмы нуклеации актина, такие как формин-опосредованная нуклеация актина, могут функционировать синергетически, индуцируя образование филоподия.
Подосомы и инвадоподии . В макрофагах и некоторых типах инвазивных раковых клеток структура, известная как подосома или инвадоподия, выпячивается во внеклеточный матрикс (ECM) во время инвазии. Считается, что подосомы и инвадоподиумы необходимы для инвазии и метастазирования. Инвазия клеток в ВКМ опосредована реорганизацией актина и активацией матриксных металлопротеиназ (ММП), которые разрушают ВКМ. Тирозинкиназы семейства Src 84,85 и N-WASP необходимы для образования подосом и инвадоподиума.
Экспрессия доминантно-негативного мутанта N-WASP в Src-трансформированных клетках ингибирует образование invadopodium и деградацию ECM 86,87,88 . Связывание кортактина субстрата семейства Src с N-WASP необходимо для этого процесса 86 . Cortactin также связывается с комплексом ARP2/3 и слабо активирует полимеризацию актина 89,90 . Считается, что N-WASP-индуцированная активация комплекса ARP2/3 необходима для реорганизации актин-цитоскелета, которая связана с выпячиванием подосом и инвадоподий.
Хотя неизвестно, происходит ли эндоцитоз в подосомах 84 , молекулы, участвующие в эндоцитозе, такие как динамин, также локализованы в подосомах 84,85,91 . Кортактин также связывается с динамином 92 . Следовательно, N-WASP может быть вовлечен в формирование подосом не только посредством регуляции полимеризации актина для выпячивания, но также посредством взаимодействия с молекулами, которые участвуют в эндоцитозе 84,85 .
N-WASP и WASP также участвуют в адгезии клеток к субстрату посредством их взаимодействия с киназой фокальной адгезии (FAK) 93 . FAK и другие молекулы фокальной адгезии локализуются в подосомах; поэтому N-WASP и WASP могут функционировать с этими молекулами клеточной адгезии в подосомах.
N-WASP-связывающие адаптерные белки . WASP и N-WASP связываются с несколькими адаптерными белками, включая Nck, GRB2/Ash, WISH/DIP/SPIN90 и Crk 38,53,54,55 . Например, Crk, по-видимому, участвует в активации WASP в иммунологических синапсах, которые являются местами контакта между клетками иммунной системы (например, между Т-клетками и антигенпрезентирующими клетками) 38 . В почках фосфорилирование нефрина киназами семейства Src опосредует активацию N-WASP-индуцированной полимеризации актина с помощью адаптера Nck 94 . Подобные молекулы используются некоторыми патогенами, в том числе вирусом коровьей оспы и энтеропатогенной Escherichia coli (EPEC), для индукции образования актиновых комет или пьедесталов для распространения инфекции 40,95 (вставка 2).
Кластеризация Nck на клеточной поверхности индуцирует N-WASP-индуцированную полимеризацию актина, указывая на то, что Nck-опосредованная полимеризация актина может регулировать реорганизацию актинового цитоскелета при клеточных адгезиях при активации киназ семейства Src и рекрутировании адапторных белков 96 .
Комплекс ВОЛНА
N-концевая область каждого члена семейства WAVE содержит домен гомологии WAVE (WHD) и основную область 10,11 (рис. 1). Основная область WAVE2 связывается с PtdIns(3,4,5)P 3 ; Связывание PtdIns(3,4,5)P 3 важно для локализации WAVE2 (Ref. 97).
Прогнозируется, что WHD всех трех WAVE представляет собой спирально-спиральную область и способствует образованию гетерокомплекса. Комплекс WAVE1 был идентифицирован первым 98 , а позже был идентифицирован тот же белковый комплекс для WAVE2 и WAVE3 99,100,101,102 . Каждый комплекс WAVE существует в виде пентамерного гетерокомплекса, состоящего из WAVE, ABI (белка, взаимодействующего с Абельсоном), NAP1 (также известного как p125NAP1), SRA1 (или близкородственного PIR121; SRA1 также известного как CYFIP1) и HSPC300 (также известного как КИРПИЧ).
Этот пентамерный гетерокомплекс обозначен как комплекс WAVE 98,99,100,101 (рис. 1, 2б). Домены WHD всех трех WAVE взаимодействуют с предсказанной спиральной областью ABI1/2 и HSPC300, которая представляет собой небольшой пептид примерно из 75 аминокислот 9.0119 100,103 . Первоначально ABI1 и ABI2 были идентифицированы как молекулы, взаимодействующие с тирозинкиназой ABL, но ABI1/2 образует белковый комплекс 1:1 с каждым WAVE. ABI1/2 связывает NAP1 с WAVE, а NAP1 связывает с SRA1/PIR121. SRA1/PIR121 и NAP1 являются гомологами Caenorhabditis elegans GEX-2 и GEX-3, соответственно, которые участвуют в вентральной оболочке (процесс миграции клеток дермы во время развития C. elegans ) 104 . Комплекс ARP2/3 также необходим для вентральной ограды 9.0119 105 . Важно отметить, что NAP1 связывается с Nck, а SRA1/PIR121 связывается с активированным Rac 106,107 . Следовательно, Nck и Rac могут регулировать опосредованную WAVE активацию комплекса ARP2/3 через NAP1 и SRA1/PIR121.
Формирование комплекса WAVE способствует локализации и стабильности различных белков WAVE 103,108,109,110 . Например, снижение экспрессии любого белка комплекса приводит как к неправильной локализации WAVE2, так и к уменьшению количества каждого белка в комплексе WAVE2 9.0119 108 109 110 . Однако локализация белков WAVE определяется не только образованием комплекса. WAVE1, WAVE2 и WAVE3 по-разному локализуются в конусах роста 111 , а WAVE1 и WAVE2 по-разному локализуются в фибробластах 112,113 .
Роль комплекса WAVE в активации комплекса ARP2/3 остается спорной. WAVE1 и HSPC300 могут диссоциировать от остальной части комплекса (который включает ABI, NAP1 и SRA1/PIR121) в присутствии Rac или Nck 9.0694 in vitro . Высвобожденный WAVE1 может активировать ARP2/3 (Ref. 98), тогда как остальная часть комплекса, ABI, NAP1 и SRA1/PIR121, по-видимому, транс-ингибирует активность WAVE1. Однако недавний отчет показал, что комплекс WAVE1, выделенный из головного мозга, может также активировать ARP2/3 (Ref.
114).
Было показано, что комплекс WAVE2 стабилен после инкубации с активным Rac или инкубации со стимулами, вызывающими активацию Rac, и может быть таким же активным, как фрагмент VCA-области WAVE2 (конститутивно активный фрагмент) 99 101 . До сих пор неясно, подавляется ли активность WAVE2 внутримолекулярным взаимодействием, как в случае с N-WASP. Активность WAVE2 может регулироваться только контролем ее локализации.
WAVE2 имеет решающее значение для формирования ламеллиподия
При образовании ламеллиподии или филоподии полимеризация актина происходит по направлению к плазматической мембране на периферии клетки (Fig. 4c). Исследования фибробластов с нокаутом WAVE2 показали, что WAVE2 необходим для образования ламеллиподия ниже по течению от Rac 9.0119 112 115 116 . Однако молекулярная связь между Rac и WAVE2 не была ясна до открытия белкового комплекса WAVE. Один из белков комплекса WAVE, SRA1/PIR121, связывается с активированным Rac 107 .
У ламеллиподий актиновые филаменты разветвлены под углом 70° (ссылка 74), под которым комплекс ARP2/3 и WAVE2 генерируют разветвленные филаменты in vitro 19,20,81 , что указывает на то, что разветвленные актиновые филаменты в lamellipodia являются прямым результатом функции WAVE2.
IRSp53 оптимизирует WAVE2 на мембране . WAVE2 имеет специфическую линкерную молекулу, IRSp53. Первоначально IRSp53 был идентифицирован как субстрат инсулинового рецептора, но впоследствии было показано, что он связывается как с Rac, так и с WAVE2 (Refs 117, 118). IRSp53 также связывается с WAVE1 и WAVE3, но его сродство к WAVE1 и WAVE3 намного слабее, чем его сродство к WAVE2 (Refs 102, 118, 119). Было показано, что WAVE2 и IRSp53 также участвуют в формировании шипов 120 . IRSp53 колокализован с WAVE2 (ссылка 121), но не является существенным для локализации WAVE2 на переднем крае ламеллоподий 9.0119 101 . Кроме того, IRSp53 усиливает активность комплекса WAVE2 в присутствии Rac и PtdIns(3,4,5)P 3 in vitro , указывая на то, что IRSp53 оптимизирует активность WAVE2, когда Rac активен во время образования ламеллиподия 101 .
Следовательно, комплекс WAVE2 может связываться с Rac через IRSp53 и через SRA1/PIR121 комплекса WAVE2.
IRSp53 имеет сайт связывания CDC42, который не перекрывается с его доменом RCB/IMD, а связывание CDC42 с IRSp53 снижает аффинность IRSp53 к WAVE2 (Refs 101, 122). Домен RCB/IMD связывается с активированными Rac и актиновыми филаментами 118,123 , тогда как домен Sh4 IRSp53 временно связывается с богатой пролином областью WAVE2 (Ref. 101).
Домен RCB/IMD содержит пучки α-спиралей, сходные с доменом BAR 62,124,125 . Соответственно домен RCB/IMD IRSp53 связывается с клеточной мембраной 101 . Домен BAR имеет постепенно изогнутую структуру, а его вогнутая поверхность положительно заряжена, что способствует связыванию с отрицательно заряженной клеточной мембраной, чтобы индуцировать трубчатую мембрану или ощущать кривизну мембраны 65 (рис. 3). Поверхность домена RCB/IMD также заряжена положительно. Однако домен RCB/IMD является прямым, и домен RCB/IMD деформирует мембрану в направлении, отличном от направления, индуцированного доменами BAR и EFC Rac-зависимым образом 125 (Fig.
3). Мембранные выпячивания, в которых, по-видимому, отсутствуют актиновые филаменты, наблюдались в IRSp53-сверхэкспрессирующих клетках 90–119–121,125,126–90–120. Хотя возможно присутствие следовых количеств актиновых филаментов, это наблюдение убедительно указывает на то, что выпячивание состоит из мембраны без актиновых филаментов. Следовательно, полимеризация актина, вероятно, не является движущей силой выпячивания мембраны. IRSp53 может влиять на организацию мембран независимо от актиновых филаментов. Это возможное независимое от актина выпячивание с помощью IRSp53 может функционировать с зависимым от полимеризации актина выпячиванием во время образования ламеллиподия или филоподия.
Как обсуждалось выше, направление полимеризации актина на плазматической мембране для эндоцитоза может быть таким же, как направление полимеризации актина для выпячиваний, таких как ламеллиподии и филоподии (Fig. 4b, c). Восприятие кривизны с помощью домена RCB/IMD, домена BAR и домена EFC, возможно, может определять, выдвигается ли плазматическая мембрана для выпячивания или инвагинируется и отщипывается для эндоцитозных везикул.
WAVE1 регулирует образование складок на спине
WAVE1 не является существенным для выпячивания переднего края ламеллиподий 112,113 , но он участвует в формировании дорсальных складок, круговых сборок актиновых филаментов, формирующихся вверх на дорсальной поверхности клеток 112 . В клетках с нокаутом WAVE1 расширение переднего края происходит быстрее, чем в клетках дикого типа 113 ; однако передние края клеток с нокаутом WAVE1 нестабильны и имеют более короткий период полураспада, чем у клеток дикого типа. В соответствии с этим выводом, WAVE1 локализуется немного позади переднего края 9.0119 112,113 и, следовательно, WAVE1 может быть важным для накопления актиновых филаментов за передним краем для увеличения механической силы, необходимой для протрузии.
Несколько белков связываются с WAVE1. WRP (ассоциированный с WAVE белок RacGAP) связывается с WAVE1 через свой домен Sh4 127 и имеет домен EFC и домен RacGAP 56,63 .
WRP инактивирует Rac и может рекрутировать WAVE1 на мембрану. Следовательно, WAVE1 и WRP могут функционировать совместно, чтобы стабилизировать актиновый цитоскелет и завершить формирование ламеллиподия. Также сообщается, что субъединица RII цАМФ-зависимой киназы (PKA) и p47phox (адаптер НАДФН-оксидазы) специфически связываются с WAVE1 (ссылки 128, 129).), но роль этих молекул для функции WAVE1 не ясна.
Фосфорилирование WAVE1 . Активность WAVE1 в активации комплекса ARP2/3 регулируется фосфорилированием. Фосфорилирование WAVE1 подавляет активацию комплекса ARP2/3 с помощью WAVE1, не влияя на стабильность комплекса WAVE1 114 . WAVE2 фосфорилируется митоген-активируемой протеинкиназой (MAPK), но значение этого фосфорилирования еще предстоит определить 90–119130 .
WASP и WAVE и изменения формы клеток
Долгое время считалось, что форма клетки определяется цитоскелетом под клеточной мембраной.
Однако эта идея может быть пересмотрена открытием нескольких белков, деформирующих мембраны, которые связываются с белками WASP и WAVE.
Белки самой большой популяции среди WASP- и WAVE-связывающих белков состоят из N-концевого мембраносвязывающего домена (домен BAR, EFC или RCB/IMD) и С-концевого домена Sh4 (рис. 2, 3). Эти N-концевые домены связываются с клеточной мембраной, а домены Sh4 связываются с белками WASP и WAVE и активируют их. Белки, содержащие BAR- или EFC-домен, консервативны от дрожжей до млекопитающих (рис. 3). WASP обнаружен у дрожжей, а WAVE — нет, а WAVE-связывающие белки, включая IRSp53 и WRP, присутствуют только у многоклеточных организмов (рис. 3).
Консервация белков WASP и WAVE, а также их связывающих белков указывает на то, что Sh4-опосредованное взаимодействие белков, содержащих домен BAR или EFC, с комплексом WASP-WIP является исходной функциональной единицей для изменения формы клеток. Для Las17, дрожжевого гомолога WASP, связывание Las17 с Cdc42 не обнаружено, но связывание Las17 с Vrp1, дрожжевым гомологом WIP, и связывание Las17 с Rvs167, белком, содержащим домен BAR, и Bzz1, белок, содержащий домен EFC, сохраняется во время эндоцитоза 12,66,72 .
Функции WASP или WAVE ниже малых GTPases, по-видимому, являются более поздним эволюционным развитием.
В одноклеточных организмах изменения формы клеток происходят в ограниченных условиях, таких как эндоцитоз, экзоцитоз и цитокинез. Белки, содержащие домен WASP и EFC, вероятно, были разработаны для эндоцитоза или движения везикул внутрь. Домены BAR и EFC связываются с фосфатидилсерином и PtdIns(4,5)P 2 для восприятия или деформации мембраны, тогда как домены Sh4 рекрутируют WASP или N-WASP, а также динамин, что приводит к образованию эндоцитозных везикул. (рис. 5).
Рисунок 5: Регуляция выступания внутрь или наружу клеточной мембраны. В эндоцитоз вовлечены многие процессы. Сборка покрытых клатрином ямок с последующим связыванием с мембраной белков, содержащих EFC- и BAR-домен, происходит при эндоцитозе. Затем полимеризация актина индуцируется комплексом ARP2/3 и нейральным белком синдрома Вискотта-Олдрича (N-WASP). Одновременно динамин, по-видимому, вызывает расщепление инвагинированной мембраны с образованием везикул.
В отличие от инвагинации мембраны для везикулярного транспорта, выпячивающиеся наружу структуры включают меньшее количество молекул, которые связываются с мембраной. Новые молекулы, способные связываться с мембраной, могут участвовать в выпячивании мембраны, если выпячивания развились в результате тех же процессов, что и эндоцитоз и внутриклеточный перенос.
Увеличенное изображение
С другой стороны, у многоклеточных организмов во время движения клеток или клеточных слипаний происходят резкие изменения формы выступов наружу. Хотя механизм восприятия или генерации кривизны мембраны во внешних выпячиваниях недостаточно хорошо охарактеризован, механизм эндоцитоза мог эволюционировать, чтобы удовлетворить потребность клетки в формировании выпячивающихся структур для клеточного движения и клеточных адгезий. Связанный с BAR домен RCB/IMD IRSp53 является сильным кандидатом на способность к деформации мембраны и на способность воспринимать кривизну для выпячивания наружу 125 , если при протрузии происходит деформация и чувствительность мембраны.
Известно, что механизм эндоцитоза требует многих мембраносвязывающих белков. Эти молекулы включают клатрин для образования ямок с покрытием и динамин для деления мембраны. Для выпячиваний мембран такие белки не идентифицированы (рис. 5). Если подобные молекулы, включая WASP, WAVE и белки с доменами BAR, EFC и RCB/IMD, участвуют как в выпячивании мембраны, так и в эндоцитозе, то идентификация мембраносвязывающих белков, связанных с выпячиванием клеток, станет предметом будущих исследований.
Выводы
Молекулы, регулирующие актиновый цитоскелет, активно изучались в последнее десятилетие. Идентификация белков семейства WASP и WAVE и комплекса ARP2/3 в 1990-х значительно обогатила наше понимание того, как внеклеточные стимулы запускают перестройку актинового цитоскелета. Экспоненциальный рост актиновых филаментов, связанных друг с другом путем ветвления, по-видимому, создает силу для изменения формы клеток.
Однако форма клетки определяется формой клеточной мембраны, потому что самый внешний слой клетки — это мембрана.
Обнаружение деформирующей мембрану способности мембраносвязывающих белков, связанных с доменом BAR, которые включают домены BAR, EFC и RCB/IMD, указывает на другой механизм изменения формы клеточных мембран. Белки, родственные домену BAR, по-видимому, связаны с белками семейства WASP и WAVE. Белковые комплексы WASP и WAVE и белков, родственных домену BAR, по-видимому, синергетически регулируют цитоскелет и форму мембраны. Возможные функциональные единицы белков WASP и WAVE и белков, родственных домену BAR, участвуют как в выпячивании наружу, так и в доставке пузырьков внутрь. Следовательно, эти два типа изменения формы клеток могут иметь идентичное происхождение.
В настоящее время большинство белков, родственных домену BAR, участвуют в эндоцитозе и связываются с белками WASP. Меньшее количество молекул связывается с белками WAVE (рис. 2, 3 и дополнительная информация S1 (таблица)). Следовательно, неясно, как белки WAVE преимущественно адаптированы к образованию выпячиваний, а не к эндоцитозу.
Ответ на то, насколько по-разному функционируют белки WASP и WAVE при различных морфологических изменениях ряда клеток, пока не получен. Кроме того, до сих пор неясно, как каждый белок WAVE регулируется и функционирует по-разному. Эти вопросы еще предстоит решить, чтобы прояснить механизмы формирования клеточной формы и тела.
Коробка 1 | Актиновый цитоскелет и движение клеток
Реорганизация актиновых филаментов обеспечивает силу, необходимую для множества биологических процессов. Большинство этих процессов сопряжено с деформацией клеточной мембраны. Такие процессы, связанные с мембраной и цитоскелетом, включают: образование филоподий, ламеллиподий и подосом для движения клеток или инвазии раковых клеток; эндоцитоз, фагоцитоз, экзоцитоз и различные процессы переноса мембран; цитокинез и внутриклеточное движение патогенных бактерий.
Двумерное движение клеток вызывается четырьмя последовательными этапами: выпячивание передней мембраны, прилипание выпячивания к субстрату, движение тела клетки и ретракция задней части клетки 46 .
Эти процессы хорошо координируются и регулируются Rho-семейством GTPases. Во время протрузии мембраны на переднем крае индуцируется быстрая полимеризация актина, что приводит к образованию филоподий и ламеллиподий; образование филоподия опосредовано RhoGTPase CDC42, а образование ламеллиподия — с помощью Rac. Ретракция задней части клетки опосредована RhoA.
Вышеупомянутое движение, зависящее от адгезии, приводится в действие полимеризацией актина для выпячивания переднего края 131 . Однако механизм, с помощью которого создается движущая сила, был неясен до открытия комплекса ARP2/3 и белков синдрома Вискотта-Олдрича (WASP) и белков семейства WASP-семейства, гомологичных верпролину (WAVE).
WASP и нейральный (N-)WASP содержат богатые пролином последовательности, которые могут связываться с доменами Src-гомологии-3 (Sh4) и профилином. Профилин представляет собой небольшой белок, который связывается с мономером актина, а затем поставляет мономер актина на зазубренный конец (быстрорастущий конец) актинового филамента 9.
0119 132 . Основываясь на функции профилина, мы предположили, что связывание WASP или N-WASP с профилин-связанным актином через богатую пролином область WASP и N-WASP и с мономером актина через WASP и N-WASP-гомологичный домен верпролина является важен для WASP и N-WASP-индуцированной реорганизации актиновых филаментов 133,134 . Реорганизация актин-цитоскелета была нарушена после экспрессии N-WASP, в котором отсутствовал домен, гомологичный верпролину, или область, связывающая профилин 14,134 . Белки WAVE также связываются с профилином 9,119 . Однако профилин не был необходим для индукции полимеризации актина белками WASP, N-WASP и WAVE; полимеризация актина может быть вызвана ассоциацией комплекса ARP2/3 с областью VCA (домен гомологии верпролина, домен гомологии кофилина и кислотный домен) в белках WASP, N-WASP и WAVE. Профилин играет роль в доставке мономеров актина в область VCA, которая связана с комплексом ARP2/3 для ускорения нуклеации 22,133,135 , а профилин является важным фактором для восстановления управляемой N-WASP подвижности на основе актина 136 (Box 2).
Коробка 2 | Информация о функционировании WASP при инфицировании патогенами
Некоторые патогены перемещаются внутри инфицированных клеток, образуя на их поверхности актиновые кометы. Патогены, такие как Listeria , Shigella , вирус осповакцины и энтеропатогенные Escherichia coli (EPEC), используют актин-регуляторный механизм клетки-хозяина для распространения инфекции. Понимание того, как активируется комплекс ARP2/3 и как организованы и поддерживаются возникающие в результате актиновые филаменты, было получено благодаря исследованиям этих патогенов. Listeria содержат белок (ActA), который непосредственно активирует комплекс ARP2/3 137 . Напротив, Shigella имеют белок IcsA (также известный как VirG), который связывается и активирует нейронный белок синдрома Вискотта-Олдрича (N-WASP) для активации комплекса ARP2/3 138,139 . Вирус коровьей оспы экспрессирует белок A36R, который фосфорилируется киназами семейства Src клетки-хозяина, а домен Src-homology-2 (Sh3) адаптерного белка Nck связывается с фосфорилированным тирозином A36R 9.
0119 40 . Затем домен Sh4 Nck рекрутирует и активирует N-WASP или комплекс N-WASP-WIP (белок, взаимодействующий с WASP).
Движение на основе актиновых комет может быть восстановлено in vitro . Listeria и N-WASP-bound Shigella могут двигаться в растворе, содержащем очищенный актин, комплекс ARP2/3, кэпирующий белок, кофилин и профилин 136 — эти пять компонентов были обнаружены в ламеллоподиях. Это движение происходит с пластиковыми шариками, покрытыми ActA или N-WASP. Организация актиновых филаментов из актиновых комет была разветвленной таким же образом, как и у ламеллиподий 9.0119 140 . Это полное восстановление образования актиновых комет, как полагают, обеспечивает минимальное количество белков, необходимых для образования ламеллиподия.
N-WASP также играет решающую роль в формировании пьедестала. Пьедестал представляет собой выступающую структуру, которая образуется при прикреплении патогенов к поверхности клетки-хозяина в месте, где патогены взаимодействуют с клеткой-хозяином.
Формирование пьедестала регулируется N-WASP ниже по течению от Nck 79,95,141 . EPEC вводит белок Tir в клетки-хозяева. Tir фосфорилируется киназой Src, а фосфорилированный Tir взаимодействует с доменом Sh3 Nck, который активирует N-WASP. Аналогичная активация N-WASP на основе Nck, по-видимому, используется в межклеточной адгезии 94 , что указывает на то, что патогены имитируют систему адгезии клеток-хозяев.
Роль белков WAVE в патогенной инфекции не столь ясна. При апикальной инвазии Salmonella в поляризованный эпителий за активацией Rac следует перестройка актина. WAVE2 важен для этого вторжения 142 .
Коробка 3 | N-WASP и WAVE1 в нервной системе
Среди белков синдрома Вискотта-Олдрича (WASP) и белков семейства WASP, гомологичных верпролину (WAVE), нейральные (N-)WASP, WAVE1 и WAVE3 богаты в головном мозге 6,11 . N-WASP участвует в удлинении нейритов, поскольку экспрессия доминантно-негативного N-WASP блокирует удлинение нейритов 58,60,143 , тогда как комплекс ARP2/3, возможно, является негативным регулятором транслокации конусов роста 144 .
Нокдаун N-WASP с помощью малой интерферирующей РНК усиливает удлинение нейритов 145 , что дополнительно усложняет роль N-WASP в удлинении конусов роста.
Некоторые молекулы, которые связываются с N-WASP, также накапливаются в головном мозге. Эти связывающие молекулы включают slit-robo (sr)GAP 146 и формин-связывающий белок-17 (FBP17; также известный как рапостлин) 147 , которые оба содержат домены EFC. Дрожжевой гомолог FBP17, Toca-1, по-видимому, является негативным регулятором удлинения нейритов 145 . Хотя все три белка WAVE локализуются в конусах роста, их роль в удлинении нейритов и конусов роста неясна 111 . Комплекс WAVE1, по-видимому, транспортируется кинезином-1, и предполагается, что этот транспорт важен для удлинения аксонов 148 .
Несколько отчетов также указывают на участие N-WASP в формировании шипа — шип представляет собой богатое актином выпячивание на дендрите 149,150 .
Фосфорилирование и дефосфорилирование WAVE1 также участвуют в формировании шипов. Ким и др. . недавно сообщили, что комплекс WAVE1 был активен во время формирования шипа, и что циклинзависимая киназа-5 (CDK5) фосфорилирует богатую пролином область WAVE1 в комплексе WAVE1, что приводит к ингибированию способности WAVE1 активировать ARP2/ 3 комплекс. Сайты фосфорилирования в богатой пролином области WAVE1 не законсервированы в WAVE2 и WAVE3. Активация протеинкиназы А снижает фосфорилирование WAVE1, что приводит к полимеризации актина для образования шипов 114 .
Ссылки
Wiskott, A. Familiarer, angeborener Morbus Welhofii? Монацшр. Киндерхейлкд. 68 , 212–216 (1937).
Google ученый
Aldrich, R.A., Steinberg, A.G. & Campbell, D.C. Родословная демонстрирует сцепленное с полом рецессивное заболевание, характеризующееся осушением ушей, экзематоидным дерматитом и кровавой диареей.
Педиатрия 13 , 133–139 (1954).КАС пабмед Google ученый
Thrasher, A.J. WASp в организации и функционировании иммунной системы. Nature Rev. Immunol. 2 , 635–646 (2002).
КАС Google ученый
Окс, Х. Д. и Нотаранжело, Л. Д. Структура и функция белка синдрома Вискотта-Олдрича. Курс. мнение Гематол. 12 , 284–291 (2005).
КАС пабмед Google ученый
Дерри, Дж. М., Окс, Х. Д. и Франке, У. Выделение нового гена, мутировавшего при синдроме Вискотта-Олдрича. Cell 78 , 635–644 (1994). Открытие WASP.
КАС пабмед Google ученый
Miki, H., Miura, K. & Takenawa, T. N-WASP, новый белок, деполимеризующий актин, регулирует перестройку коркового цитоскелета PIP2-зависимым образом ниже уровня тирозинкиназ.
EMBO J. 15 , 5326–5335 (1996). Открытие N-WASP. ПабМед ПабМед Центральный Google ученый
Поллард Т. Д. и Бориси Г. Г. Подвижность клеток, обусловленная сборкой и разборкой актиновых филаментов. Cell 112 , 453–465 (2003).
КАС пабмед Google ученый
Takenawa, T. & Miki, H. Белки семейства WASP и WAVE: ключевые молекулы для быстрой перестройки кортикальных актиновых филаментов и движения клеток. J. Cell Sci. 114 , 1801–1809 (2001).
КАС пабмед Google ученый
Miki, H., Suetsugu, S. & Takenawa, T. WAVE, новый белок семейства WASP, участвующий в реорганизации актина, индуцированной Rac. EMBO J. 17 , 6932–6941 (1998). Открытие WAVE1.
КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый
Bear, J.
E., Rawls, J. F. & Saxe III, C. L. SCAR, родственный WASP белок, выделенный в качестве супрессора дефектов рецепторов на позднем этапе развития Dictyostelium . J. Cell Biol. 142 , 1325–1335 (1998).КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый
Suetsugu, S., Miki, H. & Takenawa, T. Идентификация двух человеческих гомологов WAVE/SCAR в качестве общих регуляторных молекул актина, которые связаны с комплексом Arp2/3. Биохим. Биофиз. Рез. коммун. 260 , 296–302 (1999). Открытие WAVE2 и WAVE3.
КАС пабмед Google ученый
Li, R. Bee1, дрожжевой белок, гомологичный белку синдрома Вискотта-Олдрича, имеет решающее значение для сборки кортикального актинового цитоскелета. J. Cell Biol. 136 , 649–658 (1997).
КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый
Panchal, S.
C., Kaiser, D.A., Torres, E., Pollard, T.D. & Rosen, M.K. Законсервированная амфипатическая спираль в белках WASP/Scar необходима для активации комплекса Arp2/3. Природная структура. биол. 10 , 591–598 (2003).КАС пабмед Google ученый
Miki, H. & Takenawa, T. Прямое связывание домена гомологии верпролина в N-WASP с актином необходимо для реорганизации цитоскелета. Биохим. Биофиз. Рез. коммун. 243 , 73–78 (1998).
КАС пабмед Google ученый
Symons, M. et al. Белок синдрома Вискотта-Олдрича, новый эффектор GTPase CDC42Hs, участвует в полимеризации актина. Cell 84 , 723–734 (1996).
КАС пабмед Google ученый
Rohatgi, R. et al. Взаимодействие между N-WASP и комплексом Arp2/3 связывает Cdc42-зависимые сигналы со сборкой актина.
Cell 97 , 221–231 (1999). Демонстрация автоингибирования N-WASP. КАС пабмед Google ученый
Мачески, Л. М. и Инсал, Р. Х. Scar1 и родственный белок синдрома Вискотта-Олдрича, WASP, регулируют актиновый цитоскелет через комплекс Arp2/3. Курс. биол. 8 , 1347–1356 (1998).
КАС пабмед Google ученый
Мачески Л. М. и др. Scar, белок, родственный WASp, активирует зародышеобразование актиновых филаментов с помощью комплекса Arp2/3. Проц. Натл акад. науч. США 96 , 3739–3744 (1999). . В ссылках 17 и 18 сообщается об идентификации комплекса ARP2/3 в качестве партнера по связыванию WASP/WAVE и показано, что ARP2/3 активируется WAVE.
КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый
Панталони Д.
, Буемаа Р., Дидри Д., Гунон П. и Карлье М.-Ф. Комплекс Arp2/3 разветвляется на концах филаментов с колючками: функциональный антагонизм с кэпирующими белками. Природная клетка. биол. 2 , 385–391 (2000).КАС пабмед Google ученый
Blanchoin, L. et al. Прямое наблюдение за сетью дендритных актиновых филаментов, зародившихся комплексом Arp2/3 и белками WASP/Scar. Природа 404 , 1007–1011 (2000).
КАС пабмед Google ученый
Фудзивара И., Суэцугу С., Уэмура С., Такенава Т. и Ишивата С. Визуализация и измерение силы ветвления комплекса Arp2/3 и N-WASP в актиновой нити. Биохим. Биофиз. Рез. коммун. 293 , 1550–1555 (2002).
КАС пабмед Google ученый
Ярар, Д., Д’Алессио, Дж. А.
, Дженг, Р. Л. и Уэлч, М. Д. Детерминанты подвижности в белках семейства WASP. Мол. биол. Cell 13 , 4045–4059 (2002).КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый
Suetsugu, S., Miki, H. & Takenawa, T. Идентификация другого участка связывания комплекса актин-родственного белка (Arp) 2/3 в нервном белке синдрома Вискотта-Олдрича (N-WASP), который дополняет актин полимеризация, индуцированная активирующим комплекс Arp2/3 (VCA) доменом N-WASP. Дж. Биол. хим. 276 , 33175–33180 (2001).
КАС пабмед Google ученый
Suetsugu, S., Miki, H., Yamaguchi, H. & Takenawa, T. Необходимость основной области N-WASP/WAVE2 для подвижности на основе актина. Биохим. Биофиз. Рез. коммун. 282 , 739–744 (2001).
КАС пабмед Google ученый
Родал А.
А., Мэннинг А.Л., Гуд Б.Л. и Друбин Д.Г. Негативная регуляция WASp дрожжей двумя белками, содержащими домен Sh4. Курс. биол. 13 , 1000–1008 (2003).КАС пабмед Google ученый
Аспенстром, П., Линдберг, У. и Холл, А. Две ГТФазы, Cdc42 и Rac, напрямую связываются с белком, участвующим в синдроме иммунодефицита Вискотта-Олдрича. Курс. биол. 6 , 70–75 (1996).
КАС пабмед Google ученый
Фолькман, Б.Ф., Прехода, К.Е., Скотт, Дж.А., Петерсон, Ф.К. и Лим, В.А. Структура комплекса домен N-WASP EVh2-WIP: понимание молекулярной основы синдрома Вискотта-Олдрича. Cell 111 , 565–576 (2002).
КАС пабмед Google ученый
Рамеш, Н., Антон, И. М., Хартвиг, Дж. Х. и Геха, Р. С. WIP, белок, связанный с белком синдрома Вискотта-Олдрича, индуцирует полимеризацию и перераспределение актина в лимфоидных клетках.
Проц. Натл акад. науч. США 94 , 14671–14676 (1997). Идентификация незавершенного производства. КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый
Aspenstrom, P. WASP-связывающий белок WIRE играет роль в регуляции системы актиновых филаментов ниже рецептора тромбоцитарного фактора роста. Экспл. Сотовый рез. 279 , 21–33 (2002).
ПабМед Google ученый
Като, М. и др. WICH, новый белок, содержащий домен гомологии верпролина, который функционирует совместно с N-WASP при образовании актиновых микрошипов. Биохим. Биофиз. Рез. коммун. 291 , 41–47 (2002).
КАС пабмед Google ученый
Ho, HY, Rohatgi, R., Ma, L. & Kirschner, M.W. CR16 образует комплекс с N-WASP в головном мозге и является новым членом семейства консервативных актин-связывающих белков, богатых пролином.
Проц. Натл акад. науч. США 98 , 11306–11311 (2001).КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый
Aspenstrom, P. Гомолог верпролина млекопитающих WIRE участвует в рецептор-опосредованном эндоцитозе и регуляции системы актиновых филаментов посредством различных механизмов. Экспл. Сотовый рез. 298 , 485–498 (2004).
ПабМед Google ученый
Krzewski, K., Chen, X., Orange, J. S. & Strominger, J. L. Формирование WIP-, WASp-, актин- и миозин-IIA-содержащего мультипротеинового комплекса в активированных NK-клетках и его изменение с помощью ингибирующих KIR сигнализация. J. Cell Biol. 173 , 121–132 (2006).
КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый
Sawa, M. & Takenawa, T.
Caenorhabditis elegans Гомолог белка, взаимодействующего с WASP, WIP-1 участвует в морфогенезе путем поддержания уровня белка WSP-1. Биохим. Биофиз. Рез. коммун. 340 , 709–717 (2006).КАС пабмед Google ученый
Martinez-Quiles, N. et al. WIP регулирует опосредованную N-WASP полимеризацию актина и образование филоподия. Nature Cell Biol. 3 , 484–491 (2001).
КАС пабмед Google ученый
Ho, H. Y. et al. Toca-1 опосредует Cdc42-зависимую нуклеацию актина путем активации комплекса N-WASP-WIP. Cell 118 , 203–216 (2004).
КАС пабмед Google ученый
Hertzog, M. et al. домен β-тимозин/Wh3; структурная основа для переключения с ингибирования на стимулирование сборки актина.
Cell 117 , 611–623 (2004).КАС пабмед Google ученый
Sasahara, Y. et al. Механизм привлечения WASP к иммунологическому синапсу и его активации после лигирования TCR. Мол. Ячейка 10 , 1269–1281 (2002).
КАС пабмед Google ученый
Моро, В. и др. Комплекс N-WASP и WIP объединяет сигнальные каскады, которые приводят к полимеризации актина. Nature Cell Biol. 2 , 441–448 (2000).
КАС пабмед Google ученый
Frischknecht, F. et al. Основанная на актине подвижность вируса коровьей оспы имитирует передачу сигналов рецепторной тирозинкиназы. Природа 401 , 926–929 (1999).
КАС пабмед Google ученый
Антон И.
М. и др. Дефицит WIP выявляет дифференциальную роль WIP и актинового цитоскелета в активации Т- и В-клеток. Иммунитет 16 , 193–204 (2002).КАС пабмед Google ученый
Снаппер, С. Б. и др. Мыши с синдромом Вискотта-Олдрича с дефицитом белка обнаруживают роль WASP в активации Т, но не В-клеток. Иммунитет 9 , 81–91 (1998).
КАС пабмед Google ученый
Рохатги, Р., Хо, Х.Ю. и Киршнер, М.В. Механизм активации N-WASP с помощью CDC42 и фосфатидилинозитол-4,5-бисфосфата. J. Cell Biol. 150 , 1299–1310 (2000).
КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый
Хиггс, Х. Н. и Поллард, Т. Д. Активация Cdc42 и PIP(2) белка синдрома Вискотта-Олдрича (WASp) стимулирует образование ядра актина с помощью комплекса Arp2/3.
J. Cell Biol. 150 , 1311–1320 (2000).КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый
Мики, Х., Сасаки, Т., Такаи, Ю. и Такенава, Т. Индукция образования филоподия родственным WASP актин-деполимеризующим белком N-WASP. Природа 391 , 93–96 (1998).
КАС пабмед Google ученый
Hall, A. Rho GTPase и актиновый цитоскелет. Наука 279 , 509–514 (1998).
КАС пабмед Google ученый
Абэ, Т., Като, М., Мики, Х., Такенава, Т. и Эндо, Т. Малая ГТФаза Tc10 и ее гомолог RhoT индуцируют опосредованное N-WASP образование длинных отростков и рост нейритов. J. Cell Sci. 116 , 155–168 (2003).
КАС пабмед Google ученый
Хемсат Л.
, Дворски Р., Файген Д., Карлье М. Ф. и Ахмадиан М. Р. Электростатический механизм управления распознаванием Cdc42 белками синдрома Вискотта-Олдрича. Мол. Cell 20 , 313–324 (2005).КАС пабмед Google ученый
Аронхейм, А. и др. Chp, гомолог GTPase Cdc42Hs, активирует путь JNK и участвует в реорганизации актинового цитоскелета. Курс. биол. 8 , 1125–1128 (1998).
КАС пабмед Google ученый
Ким А.С., Какалис Л.Т., Абдул-Манан Н., Лю Г.А. и Розен М.К. Механизмы аутоингибирования и активации белка синдрома Вискотта-Олдрича. Природа 404 , 151–158 (2000).
КАС пабмед Google ученый
Прехода, К. Э., Скотт, Дж. А., Маллинз, Д. Р. и Лим, В. А. Интеграция множественных сигналов посредством совместной регуляции комплекса N-WASP-Arp2/3.
Наука 290 , 801–806 (2000).КАС пабмед Google ученый
Suetsugu, S. et al. Регуляция актинового цитоскелета с помощью mDab1 через N-WASP и убиквитинирование mDab1. Биохим. J. 384 , 1–8 (2004).
КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый
Fukuoka, M. et al. Новый белок, связывающий нервный белок синдрома Вискотта-Олдрича (N-WASP), WISH, индуцирует активацию комплекса Arp2/3 независимо от Cdc42. J. Cell Biol. 152 , 471–482 (2001).
КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый
Карлье, М.-Ф. и другие. Grb2 связывает передачу сигналов со сборкой актина, усиливая взаимодействие нейрального белка синдрома Вискотта-Олдрича (N-WASP) с комплексом родственных актину белков (Arp2/3).
Дж. Биол. хим. 275 , 21946–21952 (2000).КАС пабмед Google ученый
Rohatgi, R., Nollau, P., Ho, H.Y., Kirschner, M.W. & Mayer, B.J. Nck и фосфатидилинозитол-4,5-бисфосфат синергетически активируют полимеризацию актина через путь N-WASP-Arp2/3. Дж. Биол. хим. 276 , 26448–26452 (2001).
КАС пабмед Google ученый
Цуджита, К. и др. В эндоцитозе участвует координация между актиновым цитоскелетом и деформацией мембраны новым доменом мембранных тубуляций белков PCH. J. Cell Biol. 172 , 269–279 (2006).
КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый
Кори, Г. О., Гарг, Р., Крамер, Р. и Ридли, А. Дж. Фосфорилирование тирозина 291 усиливает способность WASp стимулировать полимеризацию актина и образование филоподия.
Белок синдрома Вискотта-Олдрича. Дж. Биол. хим. 277 , 45115–45121 (2002 г.).КАС пабмед Google ученый
Suetsugu, S. et al. Устойчивая активация N-WASP посредством фосфорилирования необходима для удлинения нейритов. Дев. Cell 3 , 645–658 (2002). Первое сообщение о том, что белки WASP и WAVE расщепляются протеасомами.
КАС пабмед Google ученый
Torres, E. & Rosen, M.K. Условное фосфорилирование/дефосфорилирование обеспечивает механизм молекулярной памяти в WASP. Мол. Cell 11 , 1215–1227 (2003).
КАС пабмед Google ученый
Park, S.J., Suetsugu, S. & Takenawa, T. Взаимодействие HSP90 с N-WASP приводит к активации и защите от протеасомозависимой деградации. EMBO J.
24 , 1557–1570 (2005).КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый
Schulte, RJ & Sefton, B.M. Ингибирование активности тирозинкиназ SRC и Abl путем связывания белка синдрома Вискотта-Олдрича. Биохимия 42 , 9424–9430 (2003).
КАС пабмед Google ученый
Habermann, B. Семейство белков с доменом BAR: случай изгиба и связывания? EMBO Rep. 5 , 250–255 (2004).
КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый
Itoh, T. et al. Динамин и актиновый цитоскелет совместно регулируют инвагинацию плазматической мембраны белками BAR и F-BAR. Дев. Сотовый 9 , 791–804 (2005). . Ссылки 56 и 63 сообщают об идентификации домена EFC как домена, деформирующего мембрану.
В этой статье была предложена роль белков семейства PCH в связывании деформации мембраны с цитоскелетом. КАС пабмед Google ученый
Gundelfinger, E.D., Kessels, M.M. & Qualmann, B. Временная и пространственная координация экзоцитоза и эндоцитоза. Nature Rev. Мол. Клеточная биол. 4 , 127–139 (2003).
КАС Google ученый
Peter, B.J. et al. Домены BAR как сенсоры кривизны мембраны: структура BAR амфифизина. Наука 303 , 495–499 (2004). Структура домена BAR указывает на то, что форма белка определяет форму мембраны.
КАС пабмед Google ученый
Накви, С. Н., Зан, Р., Митчелл, Д. А., Стивенсон, Б. Дж. и Манн, А. Л. Гомолог WASp Las17p функционирует с гомологом WIP End5p/верпролин и необходим для эндоцитоза у дрожжей.
Курс. биол. 8 , 959–962 (1998). Предлагается роль белков семейства WASP в связи с WIP в эндоцитозе. КАС пабмед Google ученый
Qualmann, B. & Kelly, R. B. Изоформы синдапина участвуют в рецептор-опосредованном эндоцитозе и организации актина. J. Cell Biol. 148 , 1047–1062 (2000). Показано, что N-WASP участвует в эндоцитозе посредством связывания с белком, содержащим домен EFC.
КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый
Каксонен, М., Торет, С. П. и Друбин, Д. Г. Модульная конструкция для клатрин- и актин-опосредованного эндоцитоза. Cell 123 , 305–320 (2005).
КАС пабмед Google ученый
Оцуки, М., Ито, Т. и Такенава, Т. Т. N-WASP рекрутируется на рафты и связывается с эндофилином А в ответ на EGF.
Дж. Биол. хим. 278 , 6461–6469 (2002).ПабМед Google ученый
Мадания, А. и др. Гомолог Saccharomyces cerevisiae человеческого белка Las17p синдрома Вискотта-Олдрича взаимодействует с комплексом Arp2/3. Мол. биол. Ячейка 10 , 3521–3538 (1999).
КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый
Kamioka, Y. et al. Новая молекула, связывающая динамин, формин-связывающий белок 17, индуцирует инвагинации канальцевой мембраны и участвует в эндоцитозе. Дж. Биол. хим. 279 , 40091–40099 (2004 г.).
КАС пабмед Google ученый
Soulard, A. et al. Saccharomyces cerevisiae Bzz1p участвует с миозинами типа I в поляризации актинового участка и способен задействовать аппарат полимеризации актина in vitro .
Мол. Клетка. биол. 22 , 7889–7906 (2002).КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый
Merrifield, C.J., Perrais, D. & Zenisek, D. Связь между инвагинацией ямок, покрытых клатрином, рекрутированием кортактина и разрывом мембраны, наблюдаемая в живых клетках. Cell 121 , 593–606 (2005).
КАС пабмед Google ученый
Свиткина Т. М., Борисий Г. Г. Комплекс Arp2/3 и фактор деполимеризации актина/кофилин в дендритной организации и беговой дорожке массива актиновых филаментов в ламеллоподиях. J. Cell Biol. 145 , 1009–1026 (1999).
КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый
Каксонен М., Торет С.П. и Друбин Д.Г. Использование динамики актина для клатрин-опосредованного эндоцитоза.
Nature Rev. Мол. Клеточная биол. 7 , 404–414 (2006).КАС Google ученый
Rozelle, A.L. et al. Фосфатидилинозитол 4,5-бисфосфат индуцирует основанное на актине движение везикул, обогащенных рафтами, через WASP-Arp2/3. Курс. биол. 10 , 311–320 (2000).
КАС пабмед Google ученый
Taunton, J. et al. Актин-зависимое движение эндосом и лизосом за счет рекрутирования N-WASP. J. Cell Biol. 148 , 519–530 (2000).
КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый
Nakagawa, H. et al. N-WASP, WAVE и Mena играют разные роли в организации актинового цитоскелета ламеллиподий. J. Cell Sci. 114 , 1555–1565 (2001).
КАС пабмед Google ученый
Lommel, S.
et al. Образование актинового пьедестала энтеропатогенными Escherichia coli и внутриклеточная подвижность Shigella flexneri отменяются в N-WASP-дефектных клетках. EMBO Rep. 2 , 850–857 (2001).КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый
Снэппер, С. Б. и др. Дефицит N-WASP выявляет различные пути для проекций клеточной поверхности и микробной подвижности на основе актина. Nature Cell Biol. 3 , 897–904 (2001).
КАС пабмед Google ученый
Suetsugu, S., Miki, H., Yamaguchi, H., Obinata, T. & Takenawa, T. Повышение эффективности ветвления за счет активности связывания актиновых филаментов N-WASP/WAVE2. J. Cell Sci. 114 , 4533–4542 (2001).
КАС пабмед Google ученый
Штеффен, А.
и др. Формирование филоподий в отсутствие функциональных комплексов WAVE и Arp2/3. Мол. биол. Ячейка 17 , 2581–2591 (2006).КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый
Ширенбек, А., Бретшнайдер, Т., Арасада, Р., Шлейхер, М. и Фейкс, Дж. Формамин dDia2, связанный с Diaphanous, необходим для формирования и поддержания филоподий. Nature Cell Biol. 7 , 619–625 (2005).
КАС пабмед Google ученый
Буччоне, Р., Орт, Дж. Д. и МакНивен, М. А. Нога и рот: подосомы, инвадоподии и круговые спинные бороздки. Nature Rev. Мол. Клеточная биол. 5 , 647–657 (2004).
КАС Google ученый
Linder, S. & Aepfelbacher, M. Подосомы: точки адгезии инвазивных клеток. Тенденции клеточной биологии.
13 , 376–385 (2003).КАС пабмед Google ученый
Мизутани, К., Мики, Х., Хе, Х., Марута, Х. и Такенава, Т. Существенная роль нервного белка синдрома Вискотта-Олдрича в формировании подосом и деградации внеклеточного матрикса в src-трансформированных фибробластах . Рак Res. 62 , 669–674 (2002).
КАС пабмед Google ученый
Уивер А. и др. Взаимодействие кортактина и N-WASP с комплексом Arp2/3. Курс. биол. 12 , 1270 (2002).
КАС пабмед Google ученый
Yamaguchi, H. et al. Молекулярные механизмы образования инвадоподия: роль комплексного пути N-WASP-Arp2/3 и кофилина. J. Cell Biol. 168 , 441–452 (2005).
КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый
Weaver, A.
M. et al. Кортактин способствует и стабилизирует индуцированное Arp2/3 образование сети актиновых филаментов. Курс. биол. 11 , 370–374 (2001).КАС пабмед Google ученый
Уруно, Т. и др. Активация опосредованной комплексом Arp2/3 полимеризации актина кортактином. Nature Cell Biol. 3 , 259–266 (2001).
КАС пабмед Google ученый
Крюгер, Э. В., Орт, Дж. Д., Цао, Х. и МакНивен, М. А. Комплекс динамин-кортактин-Arp2/3 опосредует реорганизацию актина в клетках, стимулированных фактором роста. Мол. биол. Cell 14 , 1085–1096 (2003).
КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый
Шафер, Д. А. и др. Dynamin2 и cortactin регулируют сборку актина и организацию филаментов. Курс.
биол. 12 , 1852–1857 (2002).КАС пабмед Google ученый
Wu, X., Suetsugu, S., Cooper, L.A., Takenawa, T. & Guan, J.L. Киназа фокальной адгезии, регулирующая субклеточную локализацию и функцию N-WASP. Дж. Биол. хим. 279 , 9565–9576 (2004).
КАС пабмед Google ученый
Джонс, Н. и др. Адаптерные белки Nck связывают нефрин с актиновым цитоскелетом подоцитов почек. Природа 440 , 818–823 (2006).
КАС пабмед Google ученый
Грюнхейд, С. и др. Энтеропатогенный E. coli Tir связывается с Nck, чтобы инициировать образование актинового пьедестала в клетках-хозяевах. Nature Cell Biol. 3 , 856–859 (2001).
КАС пабмед Google ученый
Ривера, Г.
М., Брицено, К. А., Такешима, Ф., Снэппер, С. Б. и Майер, Б. Дж. Индуцируемая кластеризация мембранно-направленных доменов Sh4 адаптерного белка Nck запускает локальную полимеризацию актина. Курс. биол. 14 , 11–22 (2004).КАС пабмед Google ученый
Ойкава, Т. и др. Связывание PtdIns(3,4,5)P3 необходимо для индуцированного WAVE2 образования ламеллиподий. Nature Cell Biol. 6 , 420–426 (2004).
КАС пабмед Google ученый
Иден С., Рохатги Р., Подтележников А.В., Манн М. и Киршнер М.В. Механизм регуляции нуклеации актина, индуцированной WAVE1, с помощью Rac1 и Nck. Природа 418 , 790–793 (2002). Идентификация комплекса WAVE, состоящего из WAVE1, ABI1/2, NAP1/p125NAP1, SRA1/PIR121 и HSPC300. Предлагает транс-ингибирование WAVE. Также было описано присутствие Rac-связывающей молекулы SRA1/PIR121 в комплексе WAVE.
КАС пабмед Google ученый
Innocenti, M. et al. Abi1 необходим для формирования и активации сигнального комплекса WAVE2. Nature Cell Biol. 6 , 319–327 (2004). Демонстрация конститутивного формирования комплекса WAVE2.
КАС пабмед Google ученый
Gautreau, A. et al. Очищение и архитектура вездесущего комплекса Волна. Проц. Натл акад. науч. США 101 , 4379–4383 (2004).
КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый
Suetsugu, S. et al. Оптимизация индуцированной комплексом WAVE2 полимеризации актина с помощью связанных с мембраной IRSp53, PIP3 и Rac. J. Cell Biol. 173 , 571–585 (2006). Комплекс WAVE2 очищали от клеток и исследовали его активность в активации ARP2/3.
Согласование двух предложений, через SRA1/PIR121 и IRSp53, для ассоциации Rac с WAVE2. КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый
Стоволд С.Ф., Миллард Т.Х. и Мачески Л.М. Включение Scar/WAVE3 в комплекс, аналогичный Scar/WAVE1 и 2. BMC Cell Biol. 6 , 11 (2005).
ПабМед ПабМед Центральный Google ученый
Ленг Ю. и др. Abelson-interactor-1 способствует транслокации мембраны WAVE2 и опосредованному Абельсоном фосфорилированию тирозина, необходимому для активации WAVE2. Проц. Натл акад. науч. США 102 , 1098–1103 (2005).
КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый
Soto, M.C. et al. Белки GEX-2 и GEX-3 необходимы для морфогенеза тканей и миграции клеток у C. elegans .
Гены Дев. 16 , 620–632 (2002).КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый
Сава, М. и др. Существенная роль комплекса C. elegans Arp2/3 в миграции клеток во время вентрального ограждения. J. Cell Sci. 116 , 1505–1518 (2003).
КАС пабмед Google ученый
Китамура Т. и др. Молекулярное клонирование p125Nap1, белка, который связан с доменом Sh4 Nck. Биохим. Биофиз. Рез. коммун. 219 , 509–514 (1996).
КАС пабмед Google ученый
Кобаяши, К. и др. p140Sra-1 (в частности, белок, ассоциированный с Rac1) представляет собой новую специфическую мишень для малой ГТФазы Rac1. Дж. Биол. хим. 273 , 291–295 (1998).
КАС пабмед Google ученый
Штеффен, А.
и др. Sra-1 и Nap1 связывают Rac со сборкой актина, управляя образованием ламеллиподий. EMBO J. 23 , 749–759 (2004).КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый
Кунда, П., Крейг, Г., Домингес, В. и Баум, Б. Аби, Сра1 и Кетте контролируют стабильность и локализацию SCAR/WAVE, чтобы регулировать образование выступов на основе актина. Курс. биол. 13 , 1867–1875 (2003).
КАС пабмед Google ученый
Роджерс, С. Л., Видеманн, У., Стурман, Н. и Вейл, Р. Д. Молекулярные требования для образования пластинок на основе актина в Дрозофила Клетки S2. J. Cell Biol. 162 , 1079–1088 (2003).
КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый
Нозуми М., Накагава Х., Мики Х.
, Такенава Т. и Миямото С. Дифференциальная локализация изоформ WAVE в филоподиях и ламеллоподиях конуса роста нейронов. J. Cell Sci. 116 , 239–246 (2003).КАС пабмед Google ученый
Suetsugu, S., Yamazaki, D., Kurisu, S. & Takenawa, T. Различная роль WAVE1 и WAVE2 в формировании дорсальной и периферической складок для миграции клеток фибробластов. Дев. Cell 5 , 595–609 (2003). Описание дифференциальных ролей для WAVE1 и WAVE2. Требование WAVE2 при формировании ламеллиподий установлено в этой статье и в ссылке 113.
CAS пабмед Google ученый
Yamazaki, D., Fujiwara, T., Suetsugu, S. & Takenawa, T. Новая функция WAVE в ламеллоподиях: WAVE1 требуется для стабилизации ламеллоподиальных выступов во время распространения клеток. Genes Cells 10 , 381–392 (2005).

КАС пабмед Google ученый
Kim, Y. et al. Фосфорилирование WAVE1 регулирует полимеризацию актина и морфологию дендритных шипиков. Природа 442 , 814–817 (2006). Участие WAVE1 в формировании позвоночника. Сообщается, что CDK5-опосредованное фосфорилирование WAVE1 ингибирует индуцированную WAVE1 активацию ARP2/3 при формировании шипов.
КАС пабмед Google ученый
Yan, C. et al. Дефицит WAVE2 обнаруживает различные роли в эмбриогенезе и Rac-опосредованной актиновой подвижности. EMBO J. 22 , 3602–3612 (2003).
КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый
Yamazaki, D. et al. WAVE2 необходим для направленной миграции клеток и развития сердечно-сосудистой системы. Природа 424 , 452–456 (2003).

КАС пабмед Google ученый
Yeh, T.C., Ogawa, W., Danielsen, A.G. & Roth, R.A. Характеристика и клонирование субстрата 58/53 кДа тирозинкиназы рецептора инсулина. Дж. Биол. хим. 271 , 2921–2928 (1996).
КАС пабмед Google ученый
Miki, H., Yamaguchi, H., Suetsugu, S. & Takenawa, T. IRSp53 является важным промежуточным звеном между Rac и WAVE в регуляции взъерошивания мембраны. Природа 408 , 732–735 (2000). Идентификация IRSp53 в качестве линкерной молекулы между Rac и WAVE2.
КАС пабмед Google ученый
Ода, А. и др. WAVE/Шрамы в тромбоцитах. Кровь 105 , 3141–3148 (2005).
КАС пабмед Google ученый
Чой, Дж.
и др. Регуляция морфогенеза дендритных шипов субстратом 53 рецептора инсулина, нижестоящим эффектором малых ГТФаз Rac1 и Cdc42. J. Neurosci. 25 , 869–879 (2005).КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый
Nakagawa, H. et al. IRSp53 колокализуется с WAVE2 на кончиках выступающих ламеллиподий и филоподий независимо от Mena. J. Cell Sci. 116 , 2577–2583 (2003).
КАС пабмед Google ученый
Кругманн, С. и др. Cdc42 индуцирует филоподии, способствуя образованию комплекса IRSp53:Mena. Курс. биол. 11 , 1645–1655 (2001).
КАС пабмед Google ученый
Yamagishi, A., Masuda, M., Ohki, T., Onishi, H. & Mochizuki, N. Новый домен, связывающий актин/филоподий, сохраняющийся в субстрате тирозинкиназы инсулинового рецептора p53 и отсутствующий в белке метастазов .
Дж. Биол. хим. 279 , 14929–14936 (2004).КАС пабмед Google ученый
Millard, T.H. et al. Структурная основа образования филоподий, индуцированного доменом гомологии IRSp53/MIM человеческого IRSp53. EMBO J. 24 , 240–250 (2005). Первый отчет о структуре домена RCB/IMD IRSp53.
КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый
Suetsugu, S. et al. RAC-связывающий домен/домен гомологии IRSP53-MIM IRSP53 индуцирует RAC-зависимую деформацию мембраны. Дж. Биол. хим. 281 , 35347–35358 (2006). Сообщается о Rac-зависимой деформации мембраны доменом RCB/IMD.
КАС пабмед Google ученый
Говинд, С., Козма, Р., Монфрис, К., Лим, Л. и Ахмед, С. Cdc42Hs способствует реорганизации цитоскелета и росту нейритов путем локализации субстрата рецептора инсулина массой 58 кДа в нитевидном актине.
J. Cell Biol. 152 , 579–594 (2001).КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый
Soderling, S.H. et al. Компонент WRP комплекса WAVE-1 ослабляет передачу сигналов, опосредованную Rac. Nature Cell Biol. 4 , 970–975 (2002).
КАС пабмед Google ученый
Wu, RF, Gu, Y., Xu, YC, Nwariaku, F.E. & Terada, L.S. Сосудистый эндотелиальный фактор роста вызывает транслокацию p47phox в мембранные бороздки через WAVE1. Дж. Биол. хим. 278 , 36830–36840 (2003).
КАС пабмед Google ученый
Westphal, R.S., Soderling, S.H., Alto, N.M., Langeberg, L.K. & Scott, JD. Scar/WAVE-1, белок синдрома Вискотта-Олдрича, собирает актин-ассоциированный мультикиназный каркас. EMBO J. 19 , 4589–4600 (2000).

КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый
Мики, Х., Фукуда, М., Нисида, Э. и Такенава, Т. Фосфорилирование WAVE после передачи сигналов митоген-активируемой протеинкиназы. Дж. Биол. хим. 274 , 27605–27609 (1999).
КАС пабмед Google ученый
Териот, Дж. А. и Митчисон, Т. Дж. Динамика актиновых микрофиламентов в двигательных клетках. Природа 352 , 126–131 (1991).
КАС пабмед Google ученый
Пантолони, Д. и Карлье, М.-Ф. Как профилин способствует сборке актиновых филаментов в присутствии тимозина β4. Cell 75 , 1007–1014 (1993).
Google ученый
Ян, К. и др. Профилин усиливает индуцированное Cdc42 зародышеобразование полимеризации актина.
J. Cell Biol. 150 , 1001–1012 (2000).КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый
Suetsugu, S., Miki, H. & Takenawa, T. Существенная роль профилина в сборке актина для образования микрошипов. EMBO J. 17 , 6516–6526 (1998). Демонстрирует, что профилин важен для реорганизации актина, индуцированной белками семейств WASP и WAVE.
КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый
Мимуро, Х. и др. Профилин необходим для поддержания эффективного внутри- и межклеточного распространения Шигелла флекснери . Дж. Биол. хим. 275 , 28893–28901 (2000).
КАС пабмед Google ученый
Loisel, T.P., Boujemaa, R., Pantaloni, D. & Carlier, MF. Восстановление основанной на актине подвижности Listeria и Shigella с использованием чистых белков.
Природа 401 , 613–616 (1999). Восстановление подвижности на основе актина из очищенных белков без каких-либо живых организмов. КАС пабмед Google ученый
Welch, M.D., Iwamatsu, A. & Mitchison, T.J. Полимеризация актина индуцируется белковым комплексом Arp2/3 на поверхности Listeria monocytogenes . Природа 385 , 265–269 (1997).
КАС пабмед Google ученый
Судзуки, Т., Мики, Х., Такенава, Т. и Сасакава, С. Нервный белок синдрома Вискотта-Олдрича участвует в основанной на актине подвижности Шигелла флекснери . EMBO J. 17 , 2767–2776 (1998).
КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый
Эгиле, К. и др. Активация эффектора CDC42 N-WASP белком Shigella flexneri IcsA способствует нуклеации актина с помощью комплекса Arp2/3 и подвижности на основе бактериального актина.
J. Cell Biol. 146 , 1319–1332 (1999).КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый
Кэмерон Л.А., Свиткина Т.М., Вигневич Д., Териот Дж.А. и Борисы Г.Г. Дендритная организация хвостов актиновых комет. Курс. биол. 11 , 130–135 (2001).
КАС пабмед Google ученый
Kalman, D. et al. Энтеропатогенная E. coli действует через комплекс WASP и Arp2/3, образуя актиновые пьедесталы. Nature Cell Biol. 1 , 389–391 (1999).
КАС пабмед Google ученый
Shi, J., Scita, G. & Casanova, J.E. Передача сигналов WAVE2 опосредует инвазию поляризованных эпителиальных клеток Salmonella typhimurium . Дж. Биол. хим. 280 , 29849–29855 (2005 г.).
КАС пабмед Google ученый
Banzai, Y.
, Miki, H., Yamaguchi, H. & Takenawa, T. Существенная роль нейрального белка синдрома Вискотта-Олдрича в удлинении нейритов в клетках PC12 и клетках первичной культуры гиппокампа крысы. Дж. Биол. хим. 275 , 11987–11992 (2000).КАС пабмед Google ученый
Strasser, G. A., Rahim, N. A., VanderWaal, K. E., Gertler, F. B. & Lanier, L. M. Arp2/3 является негативным регулятором перемещения конуса роста. Нейрон 43 , 81–94 (2004).
КАС пабмед Google ученый
Какимото, Т., Като, Х. и Негиши, М. Регуляция морфологии нейронов с помощью Toca-1, белка F-BAR/EFC, который вызывает инвагинацию плазматической мембраны. Дж. Биол. хим. 281 , 29042–29053 (2006 г.).
КАС пабмед Google ученый
Вонг, К.
и др. Передача сигнала при миграции нейронов: роль белков, активирующих ГТФазу, и малой ГТФазы Cdc42 в пути Слит-Робо. Cell 107 , 209–221 (2001).КАС пабмед Google ученый
Fujita, H., Katoh, H., Ishikawa, Y., Mori, K. & Negishi, M. Rapostlin представляет собой новый эффектор Rnd2 GTPase, индуцирующий разветвление нейритов. Дж. Биол. хим. 277 , 45428–45434 (2002).
КАС пабмед Google ученый
Кавано Ю. и др. CRMP-2 участвует в кинезин-1-зависимом транспорте комплекса Sra-1/WAVE1 и формировании аксонов. Мол. Клетка. биол. 25 , 9920–9935 (2005).
КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый
Irie, F. & Yamaguchi, Y. Рецепторы EphB регулируют развитие шипиков дендритов посредством интерсектина, Cdc42 и N-WASP.
Природа Неврология. 5 , 1117–1118 (2002).КАС пабмед Google ученый
Удо, Х. и др. Серотонин-индуцированная регуляция актиновой сети для связанного с обучением синаптического роста требует Cdc42, N-WASP и PAK в сенсорных нейронах Aplysia. Нейрон 45 , 887–901 (2005).
КАС пабмед Google ученый
Ссылки для скачивания
Информация об авторе
Авторы и организации
Кафедра биохимии, Институт медицинских наук, Токийский университет, 4-6-1, Широкане-дай, Минато-ку, Токио, 108-8639, Япония
TADAOMI TAKEDAWA & SHIRO SUETSUGU
Presto, JST, 4-1-8, Honcho, Kawaguchi City, 332-0012, Saitama, Japan
Shiro Suetsugu
.0004 Посмотреть публикации автора
Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar
Просмотр публикаций автора
Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar
Автор, ответственный за корреспонденцию
Тадаоми Такэнава.
Декларации этики
Конкурирующие интересы
Авторы не заявляют о конкурирующих финансовых интересах.
Supplementary information
Supplementary information S1 (table)
Binding partners of WASP/WAVE family proteins and their proposed functions (PDF 322 kb)
Related links
Related links
DATABASES
OMIM
CYFIP1
БЫЛ
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ
Домашняя страница Тадаоми Такэнавы
Домашняя страница Сиро Суэцугу
Глоссарий
- Тромбоцитопения
Наличие меньшего, чем обычно, тромбоцитов.
- Экзема
Состояние воспаления кожи, характеризующееся покраснением, отеком кожи, зудом и сухостью.

- Комплекс ARP2/3
(комплекс родственных актину белков-2/3). Комплекс, состоящий из семи субъединиц. Считается, что ARP2 и ARP3 функционируют как два из трех мономеров актина, которые необходимы для зародышеобразования полимеризации актина.
- Домен BAR
Димерный спиральный домен, обнаруженный в Bin1, амфифизине, Rvs167, эндофилине и родственных молекулах. Домен BAR изогнут с положительными зарядами на его вогнутой поверхности. Считается, что изогнутая поверхность домена BAR соответствует кривизне клеточной мембраны или мембранных канальцев.
- Домен EFC
(расширенный домен гомологии Fer-CIP4; также известный как домен FCH-BAR (F-BAR)). Димерный спиральный домен, имеющий слабое сходство с доменом BAR. Этот домен обнаружен в семействе белков pombe-Cdc15-homology (PCH).
- ИРСп53
Адаптерный белок, содержащий N-концевой Rac-связывающий (RCB) домен, который связывается с Rac, актиновыми филаментами и клеточной мембраной.
Его С-концевой домен Src-homology-3 (Sh4) связывается с WAVE2, Ena (также известным как VASP) и другими белками, а его область интерактивного связывания CDC42/Rac (CRIB) отвечает за связывание с CDC42.- Филоподий
Колючая структура, выступающая из клетки. Пучки актиновых филаментов заполняют внутреннюю часть филоподия.
- Ламеллиподиум
Плоская ячеистая структура, выступающая в направлении движения клеток. Разветвленные актиновые филаменты заполняют внутреннюю часть ламеллиподия.
- Подосоме
Структура, выступающая во внеклеточный матрикс и обогащенная актиновыми филаментами, ферментами, разрушающими матрикс, молекулами фокальной адгезии и молекулами, участвующими в переносе везикул.
- Инвадоподиум
Структура, похожая на подосому, но крупнее.
Иногда подосомы в трансформированных клетках называют инвадоподиями.- Фосфоинозитиды
Вид фосфолипидов, члены которого функционируют как сигнальные молекулы и содержат инозитоловое кольцо. Существует семь полифосфоинозитидов: PtdIns(3)P, PtdIns(4)P, PtdIns(5)P, PtdIns(3,4)P 2 , PtdIns(3,5)P 2 , PtdIns(4,5)P 2 и PtdIns(3,4,5)P 3 , что соответствует фосфорилированию гидроксильной группы в инозитольном кольце.
- Латрункулин
Природный токсин, вырабатываемый губками рода Latrunculia . Он связывается с мономерами актина и предотвращает их полимеризацию.
- Нефрин
Нефрин представляет собой молекулу межклеточной адгезии, принадлежащую к суперсемейству иммуноглобулинов и локализованную в щелевой диафрагме клубочка почки. Мутации в гене, кодирующем нефрин, связаны с врожденным нефротическим синдромом.

Права и разрешения
Перепечатка и разрешения
Об этой статье
Дополнительная литература
Молекула FNBP1, воспринимающая натяжение мембраны, является прогностическим биомаркером, связанным с иммунной инфильтрацией при BRCA, LUAD и STAD.
- Цзысюань Ван
- Цзысинь Тянь
- Цзюнь Чжан
Иммунология BMC (2022)
Дифференциальная дисрегуляция субпопуляций гранул в нейтрофильных лейкоцитах с дефицитом WASH, приводящая к воспалению
- Дженнифер Л.
Джонсон - Эльза Менесес-Салас
- Серхио Д. Кац
Nature Communications (2022)
- Дженнифер Л.
WASHC1 взаимодействует с комплексом MCM2-7, способствуя выживанию клеток в условиях стресса репликации.
- Ю Хун
- Он Солнце
- Чжи-Хуэй Дэн
Отчеты по молекулярной биологии (2022)
Митохондриальная дисфункция в мозге людей и собак, инфицированных вирусом бешенства
- Пуллери Канди Харша
- Сатьянараянан Ранганаяки
- Рита С.
Мани
Нейрохимические исследования (2022)
Дефицит серотонина в мозге и флуоксетин приводят к специфическим для пола эффектам переедания у мышей
- Мелинда Д. Карт
- Бриттани Дж. Богер
- Бенджамин Д. Сакс
Психофармакология (2022)
Они следят за тобой? Крошечный мозг пчел и ос может распознавать лица
Распознавание лиц необходимо для того, как мы взаимодействуем в сложных обществах, и часто считается, что это способность, требующая изощренности большого человеческого мозга.
Но новые данные, опубликованные нами в Frontiers in Psychology, показывают, что такие насекомые, как медоносная пчела ( Apis mellifera ) и европейская оса ( Vespula vulgaris ) используют механизмы обработки изображений, аналогичные человеческим, что обеспечивает надежное распознавание лиц.
Читать далее: Пчелы присоединяются к элитной группе видов, которые понимают концепцию нуля как числа.
И это несмотря на крошечный размер мозга насекомых. Они содержат менее одного миллиона клеток головного мозга по сравнению с 86 000 миллионов клеток, составляющих мозг человека.
Понимание того, какой размер мозга может позволить эффективно решать сложные задачи, безусловно, интересно, но также имеет практическое значение. Это позволяет нам понять, как мог развиться большой мозг, и как думать о разработке искусственного интеллекта (ИИ), который мог бы отражать эффективность биологического мозга.
Легко, но сложно
Мы действительно хорошо распознаем знакомые лица. Подумайте о ситуации встречи с другом на вокзале, где проходят сотни людей, движущихся в разных направлениях. Внезапно мелькнувшее вдалеке знакомое лицо означает, что мы нашли нужного человека.
Это кажется легким, но решениям ИИ часто трудно распознавать лица в сложных ситуациях.
Встретимся под знаком, но распознавание лиц затруднено из-за того, что люди движутся в разных направлениях. с www.shutterstock.com Наш опыт распознавания лиц в значительной степени основан на «целостной обработке» — склеивании различных черт лица для обеспечения превосходного распознавания. Считается, что это сложный когнитивный процесс, который развивается с опытом наблюдения за лицами. Когда мы знакомимся с лицом, различные его черты, такие как глаза, нос, рот и уши, обрабатываются вместе как «гештальт» (единица, включающая в себя все элементы), что позволяет нам достоверно распознавать людей.
Интересно, что в то время как целостная обработка чаще всего используется для распознавания лиц, когда мы становимся экспертами в других визуальных задачах, например, будучи судьей на выставках собак или коллекционируя старинные автомобили, тогда наш мозг также использует целостную обработку, чтобы обеспечить превосходные способности распознавания в этих областях. области тоже.
Таким образом, целостная обработка может быть общим принципом распознавания важных объектов. Это полезно в более широком смысле, потому что это означает, что целостная обработка может быть полезной для разработки улучшенных решений ИИ, например, для быстрой и точной идентификации инвазивных растений в быстрорастущей отрасли сельскохозяйственных технологий.
Нам было интересно узнать, насколько общим может быть принцип целостной обработки данных у разных животных, поэтому мы с коллегами приступили к тестированию того, как насекомые могут решать задачи распознавания лиц.
Да, на пикниках они надоедливы — зато мозг европейской осы способен распознавать лица.
с www.shutterstock.comПривлечь насекомых
Медоносная пчела — очень доступное животное для понимания визуальной обработки. Отдельных пчел можно научить решать сложные задачи в обмен на получение сладкого сладкого вознаграждения. Недавно мы разработали методы тестирования ос таким же образом.
Читать далее: Какой квадрат больше? Медоносные пчелы видят визуальные иллюзии, как и люди
Наши текущие исследования показывают, что медоносные пчелы и осы могут научиться распознавать лица людей.
Другие данные, полученные исследовательской группой из США, показывают, что бумажные осы ( Polistes fuscatus ) могут очень надежно узнавать лица других бумажных ос и, по-видимому, развили специальные мозговые механизмы для обработки осиных лиц.
Чего не хватало, так это понимания того, имеет ли место это у насекомых
за счет простой интерпретации отдельных черт лица или использования более сложной интерпретации «всего изображения» — целостной обработки лица — как это происходит у людей.
Мы решили проверить возможность целостной обработки лица медоносной пчелы и европейской осы, используя обученных людей для завершения тестирования с манипулируемыми лицами.
Тестирование обработки лица
Уже существуют два очень полезных теста для установления того, что люди используют целостную обработку лица: это эффект части-целого и эффект составного лица .
Эффект части-целого показывает, что когда такие черты лица, как глаза, нос или рот, воспринимаются изолированно, распознать лицо труднее, чем когда эти черты рассматриваются в контексте полного лица.
Эффект составного лица относится к значительному падению точности работы, когда правильные внутренние черты лица, такие как глаза, нос и рот, рассматриваются в контексте неверных внешних черт.
При обработке человеком знакомых лиц различные элементарные признаки объединяются в гештальт, что позволяет повысить точность распознавания лиц.
Представление информации, которую пчела может увидеть на лице.
Адриан Дайер, автор предоставленЯ знаю это лицо
Когда мы использовали эти принципы для тестирования насекомых, и пчелы, и осы смогли изучить ахроматические (черно-белые) изображения человеческих лиц.
Пчелы и осы затем были подвергнуты четырем дополнительным отдельным тестам. Результаты показали, что, несмотря на то, что эти соответствующие насекомые не имеют эволюционных причин для обработки человеческих лиц, их мозг учится надежному распознаванию, создавая целостные представления сложных изображений. Они объединяют черты, чтобы распознавать конкретное человеческое лицо.
Теперь мы знаем, что маленький мозг насекомых может надежно распознавать по крайней мере ограниченное количество лиц. Это говорит о том, что у людей преимуществом нашего большого мозга может быть очень большое количество людей, которых мы можем помнить.
Читать далее: Роботы могут многому научиться у природы, если захотят «увидеть» мир
Эта новая информация помогает нам понять, как у людей и других приматов могли развиться очень сложные навыки обработки лиц.


