紧张引发肌肉增长

骨骼肌是由小的收缩单位肌节构成的。许多这些肌节以有序的顺序连接在一起，形成横跨肌肉一端到另一端的肌原纤维。这些肌节的收缩导致整个肌肉的收缩。德国慕尼黑马普生物化学研究所(MPI)的科学家最近发现了这种基本肌肉结构在发育过程中是如何形成的关键机制。

“机械张力肌肉动力学研究小组负责人弗兰克·施诺勒解释道。“如果张力被消除，就没有规则的肌原纤维，只能形成短而随机的蛋白质组合。这些肌肉完全没有功能。”这些研究结果现已发表在该杂志上当代生物学．

为了移动身体，骨骼肌在拉动骨骼。为有效的肌肉在骨骼运动中，肌肉只沿着一个确定的轴收缩是很重要的，例如，腿沿着大腿的运动。这种定向收缩是由横跨整个肌肉长度的肌原纤维实现的。在两端，肌原纤维被固定在肌腱细胞上，而肌腱细胞本身又与骨骼相连。“因此，整个力量从肌肉传递到骨骼，”Frank Schnorrer描述道。数百个肌节长的肌原纤维如何沿着一个确定的轴建立规则的结构肌肉发展?

博士生Manuela Weitkunat和博士后Aynur Kaya-Çopur在果蝇中研究了这个问题黑腹果蝇．他们发现不久之后果蝇飞行肌肉与肌腱接触，机械张力建立了。这种张力在肌节形成之前就开始积聚，并贯穿整个肌肉-肌腱-骨骼系统。这个张力轴为肌肉提供了肌肉节必须沿着其形成的位置信息。

缺乏张力会导致混乱

通过利用果蝇的基因突变，肌肉动力学小组的科学家们已经能够阻止飞行肌肉与肌腱的附着，从而消除系统中张力的形成。因此，肌肉不能再形成长而规则的肌原纤维，而是混乱地分布肌肉蛋白复合物。为了直接测试机械张力的影响，科学家们用激光从肌肉上切下肌腱。这种张力释放策略也导致肌节和肌原纤维形成的重大缺陷。“基于这些结果，我们提出了一种肌原纤维形成的新模型，它提出了肌肉成分的张力依赖自组装，”Frank Schnorrer解释说。“当达到一定的张力阈值时，肌原纤维的形成就会被触发。如果张力受到影响，肌肉组织就没有空间信息，并混乱地组装起来。”

科学家们认为，由于人类肌肉也包含由周期性排列的肌节构建的肌原纤维，因此类似的基于张力的组装模型可能也适用于人类肌肉的发育过程。