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如何更好的建设植物的高速公路

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-06-04 16:19  浏览次数:0
摘 要:随着植物的生长,它将细胞材料从其制造场所的版本转移到细胞壁构建区。转运蛋白,称为运动蛋白,被认为可以通过由微管轨道组成的
 随着植物的生长,它将细胞材料从其制造场所的版本转移到细胞壁构建区。转运蛋白,称为运动蛋白,被认为可以通过由微管轨道组成的复杂高速公路系统移动这些细胞壁货物。这些轨道的位置必须稳定,以便将货物运送到正确的位置。
 
植物质膜下的微管跟踪系统一直是圣路易斯华盛顿大学一个生物学实验室的特殊审查来源。 Dixit实验室在2018年发表的一项研究中发现了分子制动器,可控制拟南芥脆弱纤维1(FRA1)运动蛋白,但在持续的研究中却未发现FRA1通过纤维素合酶-微管解偶联(CMU)蛋白将其束缚在适当的位置。这项新研究于6月2日发表在《植物细胞》上。
 
“如果缺少FRA1蛋白,微管径就会变得松散并与质膜分离,”艺术与科学生物学副教授,植物和微生物生物科学研究生课程的共同负责人Ram Dixit说,“有序的高速公路系统和导航方式。”
 
在寻找与FRA1运动蛋白的尾部(或货物结合)区域相互作用的货物蛋白时,研究人员发现CMU直接与FRA1的该区域相互作用。已知CMU与微管轨道结合并引导跨膜纤维素合酶复合物的运动,而跨膜纤维素合酶复合物产生一种主要的细胞壁成分纤维素。在不存在CMU的情况下,运动性纤维素合成酶复合物会导致通常笔直的微管轨道弯曲和起伏,从而破坏细胞壁的结构。
 
该团队发现与FRA1的相互作用通过防止CMU蛋白降解并维持其在微管轨道上的存在来调节CMU蛋白的水平,从而影响了轨道的位置稳定性。研究人员发现,FRA1尾部区域的磷酸化抑制了它与CMU的相互作用,这为植物细胞控制CMU的水平从而跟踪稳定性提供了一种途径。
 
研究人员进行了遗传实验,证明了这种相互作用对拟南芥植物的繁殖和生长的重要性。迪克西特(Dixit)是该研究的资深作者,与合著者安妮迪亚·甘古利(Anindya Ganguly),朱传美和陈维祖一起。
 
Ganguly解释说:“我们发现CMU1和CMU2具有不同的功能,其中CMU1是幼苗生长的主要因素,而CMU2对成年植物花序茎的生长很重要。”
 
在Dixit实验室对这种运输系统的持续审查中,研究人员有兴趣了解CMU1和CMU2是否影响FRA1与货物的结合能力以及它们是否竞争与FRA1的结合。
 
迪克西特说:“我们的工作颠覆了微管相关蛋白调节运动蛋白活性的范例。”在细胞中,许多不同的蛋白质散布着微管径迹。其中一些吸收运动蛋白以促进运输,而另一些则成为阻碍运输的障碍。尽管CMU直接与微管结合,但研究人员发现它们的缺失不会改变FRA1的丰度或转运活性。取而代之的是,FRA1电机控制周围有多少CMU结合并稳定微管。
 
迪克西特说:“有时候,徘徊的道路不是一件好事,我们的工作揭示了运动蛋白如何帮助保持其自身的正常运转。”
 
 
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